Токарный станок нужен для изготовления и обработки металлических деталей. Профессиональное оборудование стоит довольно дорого, поэтому в целях экономии можно изготовить самодельный токарный станок по металлу своими руками. Сделать это можно несколькими способами, а чертежи подобного изделия легко находятся в интернете. Использовать для изготовления можно подручные материалы, размер же станка может быть любым.
Любой самодельный токарный станок состоит из следующих элементов:
Вращательный момент от двигателя к рабочей части станка может передаваться несколькими способами. Кто-то предпочитает напрямую устанавливать рабочую часть на вал двигателя – это экономит место и позволяет сэкономить на запчастях. Если же такой вариант невозможен, крутящий момент можно передавать при помощи фрикционной, ременной или цепной передачи. У каждого из этих вариантов есть свои преимущества и недостатки.
Ременная передача для электродвигателя является самой дешевой и характеризуется достаточно высоким уровнем надежности. Для ее изготовления можно использовать ремень для электродвигателя, снятый с любого другого механизма. Недостаток ременной передачи состоит в том, что со временем ремень может стираться и его придется менять тем чаще, чем интенсивнее вы работаете со станком.
Цепная передача стоит дороже и занимает больше места, но и прослужит значительно дольше, чем ременная. Фрикционная передача имеет промежуточные характеристики между ременной и цепной.
Полезный совет! При сборке токарного станка выбирайте тот тип передачи, который лучше всего будет соответствовать поставленным задачам. Например, для мини-токарного станка своими руками лучше подойдет установка рабочей части непосредственно на вал.
Суппорт является одной из самых важных частей самодельного токарного станка – от него зависит качество будущей детали, а также количество времени и сил, которые вы потратите на ее изготовление. Эта часть располагается на специальных салазках, которые перемещаются по направляющим, расположенным на станине. Суппорт может двигаться в трех направлениях:
При изготовлении суппорта токарного станка своими руками стоит учитывать тот момент, что данная часть подвержена износу в результате возникающих во время работы вибраций. Из-за них крепления расшатываются, возникает люфт, все это влияет на качество изготавливаемой детали. Для того чтобы избежать таких неполадок, суппорт необходимо регулярно подстраивать и регулировать.
Регулировка самодельного суппорта для токарного станка своими руками осуществляется по зазорам, люфту и сальникам. Регулировка зазоров нужна в том случае, когда износился винт, отвечающий за перемещение части в продольной и поперечной плоскостях. В результате трения суппорт начинает расшатываться при нагрузках, что значительно снижает точность изготовления детали. Устранить зазоры можно путем вставки клиньев между направляющими и кареткой. Люфт детали устраняется при помощи закрепляющего винта.
Если же в вашем станке износились сальники, их следует тщательно промыть и пропитать свежим машинным маслом. В случае критического износа сальники лучше полностью заменить на новые.
Устройство суппорта: 1 - каретка суппорта; 2 - ходовой винт; 3 - поперечные салазки суппорта; 4 - поворотная часть суппорта; 5 - направляющие поворотной части; 6 - резцедержатель; 7 - винт для закрепления резцедержателя; 8 - винты для закрепления ; 9 - рукоятка для поворота резцедержателя; 10 - гайки; 11 - верхняя часть суппорта; 12 - поперечные направляющие каретки; 13 - рукоятка для перемещения верхней части суппорта; 14 - рукоятка для перемещения поперечных салазок; 15 - рукоятка для включения подачи суппорта от ходового винта; 16 - маховичок для продольного перемещения суппорта; 17 - фартук
Сборка механизма выполняется в следующем порядке:
Кроме того, по чертежам токарного станка по металлу своими руками видно, что для повышения устойчивости резцового механизма изготавливается подручник, а на нижней части конструкции закрепляется тонкая полоса металла. Последняя служит для защиты рабочей части станка от деформации в процессе работы.
Полезный совет! Токарный станок по металлу, собранный своими руками, может быть использован не только по прямому назначению, но и для шлифовки и полировки металлических деталей. Для этого к электрическому валу присоединяется шлифовальный круг.
Самой важной частью самодельного токарного станка по металлу, видео изготовления которого можно легко найти в интернете, является электромотор. Именно с его помощью осуществляется движение рабочей части станка. Соответственно, от мощности этого механизма зависит мощность всей конструкции. Она выбирается в зависимости от размеров металлических заготовок, с которыми вы планируете работать.
Если вы планируете работать на станке с мелкими деталями, для этого вполне подойдет мотор с мощностью до 1 кВт. Его можно снять со старой швейной машинки или любого другого подобного электроприбора. Для работы с крупными запчастями вам понадобится двигатель с мощностью в 1,5-2 кВт.
При сборке по готовым чертежам самодельного токарного станка по металлу учитывайте, что все электрические части конструкции должны быть надежно изолированы. Если у вас нет необходимого опыта работы с электрическим оборудованием, лучше обратиться за помощью по подключению к специалисту. Так вы будете уверены в безопасности работы и надежности конструкции.
Если вы хотите сэкономить на запчастях и значительно упростить себе задачу по сборке самодельного токарного станка, в качестве привода можно использовать обычную электрическую дрель. У такого конструктивного решения есть ряд преимуществ:
Конечно, есть и отрицательные стороны у токарного станка из дрели. Как сделать обработку с помощью данного инструмента крупных деталей возможной? Это практически неосуществимо, так как у дрели относительно небольшой крутящий момент и большое число оборотов. Конечно, можно повысить эти параметры, если все-таки установить ременную передачу и с ее помощью передавать вращающий момент от дрели на шпиндель, но это в значительной мере усложнит конструкцию, главным преимуществом которой является простота и компактность.
Изготовление самодельного настольного токарного станка по металлу на основе дрели имеет смысл в тех случаях, когда у вас нет необходимости в проведении масштабных работ, а вытачивать нужно только мелкие детали.
Для изготовления токарного станка по металлу на основе электродрели вам понадобятся те же детали, что и для обычной конструкции за исключением электродвигателя и передней бабки. Роль последней также выполняет дрель. Учитывая компактность конструкции, в качестве станины может использоваться обычный стол или верстак, на котором будут фиксироваться все составляющие станка. Сама дрель закрепляется в конструкции при помощи хомута и струбцины.
Полезный совет! Функциональность токарного станка на основе электродрели можно существенно расширить, если добавить к его конструкции различные насадки и дополнительные приспособления.
С помощью самодельного токарного станка можно не только вытачивать детали, но и наносить на вращающуюся заготовку краску, осуществлять намотку проволоки на трансформатор, делать на поверхности детали спиральные насечки и выполнять многие другие действия. Кроме того, если собрать для станка приставку-копир, то с ее помощью можно быстро и без особых усилий производить небольшие одинаковые детали.
Как и у любого другого оборудования, у самодельных токарных станков есть свои особенности, которые необходимо учитывать при сборке и эксплуатации. К примеру, при работе с крупными деталями или при использовании мощного электродвигателя возникают сильные вибрации, которые могут привести к серьезным погрешностям при обработке детали. Чтобы избавиться от вибраций, ведущий и ведомый центры станка необходимо устанавливать на одной оси. А если планируется устанавливать только ведущий центр, к нему должен крепиться кулачковый механизм.
В настольных токарных станках своими руками по металлу не рекомендуется устанавливать коллекторный двигатель. Он склонен к самопроизвольному увеличению числа оборотов, что может привести к вылету детали. Это, в свою очередь, может привести к производственным травмам или порче имущества. Если же без установки коллекторного двигателя никак не обойтись, в комплекте с ним обязательно нужно устанавливать редуктор для понижения оборотов.
Идеальным вариантом двигателя для самодельного токарного станка является асинхронный. Он не увеличивает частоту оборотов во время работы, устойчив к большим нагрузкам и позволяет работать с металлическими заготовками с шириной до 100 мм.
Правила установки и эксплуатации любого типа электродвигателя для токарного станка можно посмотреть в многочисленных видео-инструкциях в интернете. С их помощью вы не только избежите распространенных ошибок при сборке, но и сэкономите время и силы благодаря наглядности материала.
При работе с конструкцией следует соблюдать определенные меры безопасности. Так, после сборки станка нужно осуществить проверку его работоспособности. Шпиндель должен вращаться легко и без задержек, передний и задний центры должны быть выровнены по общей оси. Центр симметрии вращающейся детали должен совпадать с осью ее вращения.
На любом видео токарного станка своими руками видно, что после монтажа электродвигателя он накрывается специальным кожухом. Последний служит не только для защиты оператора станка, но и для защиты самого мотора от попадания пыли, металлических частиц и грязи. Для станка, изготовленного на основе электродрели, такой кожух не нужен.
Полезный совет! Если вы планируете монтаж конструкции на основе мощного электродвигателя, то обязательно убедитесь в том, что для работы с ним хватает мощности вашей электросети. В домашних условиях лучше обойтись мотором от бытовой техники, который точно будет работать от напряжения в вашей розетке.
Также следует придерживаться следующих правил безопасности:
Если вам нужен механизм, который сможет не только выполнять токарные работы, но и шлифовать, и красить заготовку, базовый станок можно легко модифицировать. Лучше всего делать это для конструкции на основе электродрели, так как заменить рабочую часть в ней проще всего.
Существует несколько популярных модификаций токарного станка по металлу. Как сделать конусообразное отверстие? Для этого к основанию необходимо прикрепить два напильника таким образом, чтобы они образовывали трапецию. После этого монтируется пружинный механизм, который обеспечивает подачу напильников вперед и под углом, что позволяет сверлить в детали конусообразные отверстия.
Кроме того, для работы с металлическими деталями разной длины можно сделать станок с разборной основой. При помощи нескольких досок или металлических уголков можно приближать или отдалять рабочий инструмент к креплениям, удерживающим деталь, а также менять размер зазора между креплениями. Удобнее всего делать такую конструкцию на основе обычного стола или верстака.
Если прикрепить к электродвигателю в качестве рабочего инструмента шлифовальный круг, при помощи станка можно заниматься не только полировкой поверхности детали, но и заточкой ножей, ножниц и других бытовых инструментов. Таким образом, токарный станок превращается в удобный многофункциональный механизм.
Сборка токарного станка в домашних условиях является достаточно простой задачей, которую еще больше упрощают многочисленные видео-инструкции и чертежи из интернета. При этом собрать конструкцию можно буквально из подручных частей, используя для этого старую бытовую технику и отходы монтажного и строительного производства.
Основное преимущество самостоятельной сборки – это экономия средств. Кроме того, стоит отметить возможность самостоятельно регулировать габариты и мощность устройства, чтобы приспособить его под свои нужды. может быть не только большим, но и совсем миниатюрным, предназначенным для обработки мелких деталей.
Суппорт универсального токарного станка предназначен для перемещения закрепленного в резцедержателе резца вдоль оси шпинделя, поперек оси шпинделя и под углом к оси шпинделя.
Суппорт станка имеет крестовую конструкцию и состоит из трех основных движущихся узлов - каретка суппорта, поперечные салазки суппорта, резцовые салазки. В технической литературе эти узлы называют по разному, например, каретка суппорта может называться - нижние салазки, продольные салазки, продольная каретка. В нашем описании мы будем придерживаться терминологии из Руководства по эксплуатации станка 1к62.
Суппорт состоит из следующих основных частей (рис. 13):
В круговых направляющих поперечной каретки 3 установлена поворотная плита 9, в направляющих которой перемещаются резцовые салазки 4 с четырехпозиционным резцедержателем 10. Такая конструкция позволяет устанавливать и зажимать болтами поворотную плиту с резцовыми салазками под любым углом к оси шпинделя. При повороте рукоятки 11 против часовой стрелки резцедержатель 10 приподнимается пружиной 12 - одно из нижних отверстий его сходит с фиксатора. После фиксации резцедержателя в новом положении его зажимают, повернув рукоятку 11 в обратном направлении.
Механизм фартука расположен в корпусе, привернутом к каретке суппорта (рис. 14). От ходового вала через ряд передач вращается червячное колесо 3. Вращение с вала I передается зубчатыми колесами валов II и III. На этих валах установлены муфты 2, 11, 4 и 10 с торцовыми зубьями, которыми включается перемещение суппорта в одном из четырех направлений. Продольное движение суппорта осуществляется реечным колесом 1, а поперечное - винтом (на рис. 14 не показан), вращающимся от зубчатого колеса 5. Рукоятка 8 служит для управления маточной гайкой 7 ходового винта 6. Валом с кулачками 9 блокируется ходовой винт и ходовой вал, чтобы нельзя было включить подачу суппорта от них одновременно.
Фото каретки и поперечных салазок суппорта
Каретка суппорта (нижние салазки, продольные салазки) перемещается по направляющим станины вдоль оси шпинделя. Каретка приводится в движение как вручную, так и механически с помощью механизма подачи. Движение каретке передается с помощью фартука , жестко закрепленного на каретке. Каретку можно зажать на станине прижимной планкой и винтом для проведения тяжелых торцовочных работ.
В фартуке размещены механизмы и передачи, предназначенные для преобразования вращательного движения ходового валка и ходового винта в прямолинейно-поступательное движение каретки суппорта, продольных и поперечных салазок. Фартук жестко скреплен с кареткой суппорта.
В верхней части каретки перпендикулярно оси шпинделя расположены направляющие в форме ласточкина хвоста для установки поперечных салазок суппорта.
Основные параметры перемещения каретки суппорта для станка 1к62:
Поперечные салазки суппорта установлены на каретке суппорта и перемещается по направляющим каретки в форме ласточкина хвоста под углом 90° к оси шпинделя. Поперечные салазки также приводятся в движение как вручную, так и механически механизмом подачи. Поперечные салазки перемещаются в направляющих нижних салазок с помощью ходового винта и безлюфтовой гайки. При ручной подаче винт вращается с помощью рукоятки 7, а при механической - от зубчатого колеса 8.
После некоторого срока работы станка, когда на боковых поверхностях ласточкина хвоста появляется зазор, точность работы станка снижается. Для уменьшения этого зазора до нормальной величины необходимо подтянуть имеющуюся для этих целей клиновую планку.
Для устранения люфта ходового винта поперечных салазок при износе гайки, охватывающей ходовой винт, последняя выполнена из двух половин, между которыми установлен клин. Подтягивая клин при помощи винта кверху, можно раздвинуть обе половины гаек и выбрать зазор.
На поперечные салазки может быть установлен задний резцедержатель, используемый для проточки канавок и для других работ, выполняемых с поперечной подачей.
В верхней части поперечных салазок расположены круговые направляющие для установки и закреления поворотной плиты с резцовыми салазками.
Резцовые салазки (верхние салазки) установлены на поворотной части поперечной каретки и перемещаются по направляющим поворотной части, смонтированной в круговой направляющей поперечных салазок. Это позволяет резцовые салазки вместе с резцедержателем устанавливать под любым углом к оси станка при обтачивании конических поверхностей.
Резцовые салазки перемещаются по направляющим поворотной части, смонтированной в круговой направляющей поперечных салазок. Это позволяет устанавливать верхние салазки вместе с резцедержателем при отпущенных гайках под углом к оси шпинделя станка от -65° до +90° при обтачивании конических поверхностей. При повороте зажимной рукоятки против часовой стрелки осуществляется разжим резцовой головки и вывод фиксатора, а затем поворот ее в нужное положение. Обратным вращением рукоятки резцовая головка зажимается в новом зафиксированном положении. Головка имеет четыре фиксированных положения, но может быть также закреплена в любом промежуточном положении.
На верхней поверхности поворотной части расположены направляющие в форме ласточкина хвоста, по которым при вращении рукоятки перемещается - резцовые (верхние) салазки суппорта.
Резцовые салазки несут на себе четырехгранную резцовую головку для закрепления резцов и имеют независимое ручное продольное перемещение по направляющим поворотной части суппорта.
Точное перемещение салазок определяется с помощью лимба.
Основные параметры перемещения салазок суппорта для станка 1к62:
При ремонте направляющих суппорта необходимо восстановить направляющие каретки, поперечных салазок, поворотных салазок и верхних салазок.
Восстановление направляющих каретки суппорта является наиболее сложным процессом и требует намного больше затрат времени по сравнению с ремонтом других деталей суппорта
При ремонте каретки необходимо восстановить:
При ремонте каретки необходимость сохранить нормальное зацепление зубчатых колес фартука с рейкой и с механизмом поперечной подачи. Существующие на практике методы пересчета и коррегирования этих передач являются недопустимыми, так как при этом нарушаются соответствующие размерные цепи станков.
Не следует начинать ремонт с поверхностей каретки, сопрягаемых со станиной, так как в этом случае как бы фиксируют положение каретки, полученное вследствие неравномерного износа этих направляющих. При этом восстановление всех других поверхностей сопряжено с неоправданно высокой трудоемкостью ремонтных работ.
Поэтому ремонт направляющих каретки следует начинать с поверхностей 1, 2, 3 и 4 (рис. 51), сопрягаемых с поперечными салазками суппорта.
Восстановление направляющих каретки установкой компенсационных накладок осуществляется в следующем порядке.
Если износ этих поверхностей меньше 1 мм необходимо сострагивать больший слой металла с тем, чтобы толщина устанавливаемых накладок была не менее 3 мм. Благодаря этому передняя часть каретки в месте крепления фартука окажется несколько выше, чем задняя. Допускается отклонение 0,05 мм на длине 300 мм. Это увеличит срок эксплуатации станка без ремонта, так как при осадке суппорта он будет вначале выравниваться и лишь затем начнется его перекос.
Затем на эти поверхности укладывают контрольный валик 4, вновь определяют расстояние способом, указанным выше, и определяют разность с ранее произведенным замером размера.
При строгании поверхности снимают слой металла, равный произведенному замеру перекоса (см. операцию 1 данного технологического процесса), прибавляют разность двух замеров расстояния а и 0,1 мм. Например, при перекосе 1,2 мм и разности произведенных замеров а - 0,35 мм с поверхности 3 сострагивают слой металла, равный 1,2 + 0,35 + 0,1 = 1,65 мм.
Затем замеряют расстояние Ь, из которого вычитают ранее установленный размер (см. операцию 4). Разность двух указанных замеров будет соответствовать величине снятого слоя металла.
Проверяют профиль простроганных направляющих по контрольному шаблону, который соответствует профилю направляющих станины.
Проверку соосности осуществляют с помощью мостика и индикатора, проверку горизонтальности - с помощью уровня.
Размеры компенсационных накладок для восстановления направляющих кареток в зависимости от величины износа направляющих станин приведены в табл. 4
При установке чугунных накладок их предварительно строгают и затем шлифуют, доводя до нужной толщины.
Подробно о накладках направляющих см. стр. 5-8.
Плотность приклеивания определяется легким простукиванием. Звук при этом должен быть однотонным на всех участках.
Восстановление точности направляющих каретки акрилопластом при данном технологическом процессе, внедренное в специализированном ремонтно-механическом цехе ЛОМО, производится с минимальными затратами физического труда при значительном снижении трудоемкости работ.
В первую очередь ремонтируют поверхности, сопрягаемые с направляющими станины. С этих поверхностей сострагивают слой металла около 3 мм. При этом точность установки на столе строгального станка составляет 0,3 мм по длине поверхности, а чистота поверхности должна соответствовать VI. Затем каретку устанавливают на приспособление. При этом за базу принимается плоскость 6 (см. рис. 35) для крепления фартука и ось отверстия для винта поперечной подачи.
После выверки и закрепления каретки с поверхностей поперечных направляющих снимают минимальный слой металла, добиваясь параллельности поверхностей 1 и 3 направляющих (см. рис. 51) к поверхности 6 в поперечном направлении не более 0,03 мм, взаимная непараллельность поверхностей 2 и 4 - не более 0,02 мм на длине поверхностей. Завершают ремонт этих поверхностей декоративным шабрением с пригонкой сопрягаемых поверхностей поперечных салазок и клина.
Дальнейшее восстановление точности положения каретки осуществляют с помощью стиракрила и производят в следующей последовательности:
Одновременно при центрировании устанавливают: перпендикулярность поперечных направляющих кареток к направляющим станины с помощью приспособления 1 и индикатора 2; параллельность плоскости каретки для крепления фартука к направляющим станины - уровнем 8; перпендикулярность плоскости каретки под фартук к плоскости для коробки подач на станине - уровнем 5.
После того как все положения выверены и регулировочные винты закреплены гайками, снимают ходовой винт и ходовой вал, а также фартук. Затем герметизируют пластилином поверхности каретки 1 (рис. 56) и станины со стороны фартука и задней прижимной планки; по краям каретки делают из пластилина четыре воронки 2, а вокруг просверленных отверстий в средней части направляющих - две воронки 3.
Раствор стиракрила заливают в среднюю воронку одной из направляющих до тех пор, пока уровень жидкого стиракрила в крайних воронках не достигнет уровня средней воронки; так же осуществляют заливку второй направляющей.
Каретку на станине выдерживают 2-3 ч при температуре 18- 20° С, затем вывертывают винты и заделывают отверстия под ними резьбовыми пробками или стиракрилом. После этого снимают каретку с направляющих станины, очищают от пластина, удаляют приливы пластика, прорубают канавки для смазки направляющих (шабрения этих поверхностей не производят). На этом ремонт направляющих каретки завершают и приступают к сборке суппорта.
При выполнении ремонта указанным способом трудоемкость операций сокращается в 7-10 раз по сравнению с шабрением и в 4-5 раз по сравнению с рассмотренным комбинированным способом и составляет всего 3 нормо-ч. При этом обеспечивается высокое качество ремонта.
При ремонте салазок добиваются прямолинейностей 1, 2, 3 и 4 (рис. 57) и взаимной параллельности поверхностей 1 и 2. Салазки весьма удобно ремонтировать шлифованием. При этом ремонт осуществляется следующим образом.
Ремонт поворотных салазок начинают с поверхности 1 (рис. 58, а), которую шабрят, проверяя на краску по шлифованной сопрягающейся поверхности поперечных салазок. Количество отпечатков краски должно быть не менее 8-10 на площади 25 X 25 мм.
Затем осуществляют ремонт поверхностей шлифованием в следующем порядке.
Направляющие поверхности 2 и 5 должны быть параллельны к плоскости 1. Допускается непараллельность не более 0,02 мм на всей длине. Замеры производят микрометром в трех-четырех точках с каждой стороны детали.
Непараллельность поверхности 3 к поверхности 4 допускается не более 0,02 мм на всей длине.
Измерение производят обычным способом: микрометром и двумя контрольными валиками.
Угол 55°, образуемый направляющими 2, 3 и 4, 5, проверить по шаблону обычным способом.
При износе поверхности 1 (рис. 58, б) ее следует проточить на токарном станке и установить на эпоксидном клее тонкостенную втулку. Затем ремонт продолжают в следующем порядке.
Эта операция исключается, если ремонт каретки выполнен согласно табл. 5.
Совмещение осей ходового винта и ходового вала, коробки подач и фартука проводят в соответствии со следующим типовым технологическим процессом.
Допустимое отклонение от соосности отверстий коробки подач и фартука: в вертикальной плоскости - не более 0,15 мм (ось отверстия фартука может быть только выше отверстия коробки подач), в горизонтальной плоскости - не более 0,07 мм.
Переустановку коробки по высоте следует производить при ремонте направляющих каретки без компенсирующих накладок. При этом отверстия в коробке подач для винтов крепления ее к станине фрезеруют. При смещении коробки в горизонтальном направлении необходимо фрезеровать отверстия в каретке для винтов крепления фартука: последний необходимо также сместить, а затем заново штифтовать.
Притир суппорта токарного станка
Ремонт суппорта токарного станка
Шабрение каретки токарного станка
Пекелис Г. Д., Гельберг Б.Т. Л., «Машиностроение». 1970 г.
К атегория:
Ремонт промышленного оборудования
Восстановление направляющих каретки суппорта токарного станка
У направляющих каретки суппорта износ возникает на поверхностях 1, 2, 3, 4,7, и поверхности 1, 2, и изнашиваются больше в средней части. Они становятся вогнутыми и в результате нарушается взаимная параллельность этих поверхностей и параллельность оси отверстия под винт. Повышенный износ поверхностей и влечет за собой наклон каретки в сторону фартука, как показано пунктирными линиями на верхней части рис. 1, б.
Кроме того, из-за неравномерного распределения усилий резания на поверхностях к постепенно происходит разворот каретки. Это в свою очередь вызывает неравномерный износ направляющих по длине. Нарушается перпендикулярность поперечных направляющих и относительно продольных направляющих.
Нижняя поверхность, где крепится фартук, утрачивает параллельность продольным направляющим, перекашивается в поперечном направлении, в результате чего фартук получает наклон к станине, в сторону уменьшения угла образуемого поверхностями каретки и станины для крепления коробки подач.
При ремонте необходимо восстановить первоначальную (в пределах 0,03 мм на длину 300 мм) точность многих координат, в том числе: параллельность поверхностей 1, 2, 3 оси винта в горизонтальной и вертикальной плоскостях, параллельность поверхностей, плоскости для крепления фартука перпендикулярность поперечных направляющих, (по линии ее) направляющим; перпендикулярность поверхности плоскости для крепления коробки подач на станине (на рисунке не показано); параллельность направляющих 7, 8, поверхности.
Рис. 1. Износ направляющих каретки суппорта токарного станка:
а - расположение направляющих, б - наклон каретки и фартука вследствие износа направляющих
Ремонт направляющих кареток рационально начинать с поверхностей 1, 2, 3, 4, а для выверки их к оси отверстия в него устанавливают контрольную оправку. Однако геометрическая точность этих отверстий часто оказывается нарушенной. Поэтому целесообразно использовать как базу грань, которая всегда перпендикулярна оси отверстия для винта поперечной подачи, и плоскость.
Направляющие у каретки могут быть отремонтированы такими способами:
— все направляющие строгают и шабрят или ограничиваются одним шабрением или шлифованием;
— поверхности, и восстанавливают строганием и компенсируют износ наделками из чугуна, латуни, текстолита, капрона, пластмассовых композиций и др.
Ниже рассматривается рациональный способ восстановления направляющих каретки скоростным фрезерованием и поверхностей, и пластмассовыми композициями.
Для ремонта пользуются приспособлением, представляющим двухступенчатое основание с Т-образными пазами и подвижными домкратами.
Приспособление располагают на столе вертикально-фрезерного станка, а каретку прикрепляют поверхностью к верхней ступени приспособления винтами через существующие отверстия для крепления фартука посредством подвижных гаек, расположенных в Т-образных пазах.
Рис. 2. Установка каретки на приспособлении
Затем под продольные направляющие каретки подводят подвижные домкраты и регулируют винтами и с гайками так, чтобы обеспечить необходимый подпор, исключая деформацию каретки при закреплении ее зажимным устройством. Далее, с помощью индикатора (на рисунке не показан) выверяют поверхность каретки (разворотом приспособления на столе станка), чтобы она располагалась параллельно движению стола в поперечном направлении, допуская отклонения до 0,03 мм по всей длине, при этом ось отверстия окажется перпендикулярной направлению поперечного движения стола. После этого приспособление закрепляют на столе станка с помощью прижимов (на рисунке не показано). После закрепления приступают к обработке поперечных направляющих формы «ласточкина хвоста» скоростным фрезерованием.
Фрезерование производят заточенной в соответствии с углом направляющих торцовой фрезой, оснащенной режущими пластинками из твердого сплава. Скорость резания должна быть 3-4 м/с при подаче 200 мм/мин. Вначале за один или два прохода до вывода износа обрабатывают одновременно поверхности, затем, не изменяя положения фрезы, за один проход - поверхности.
В результате достигается высокая точность исполнения в предела! 0,01-0,03 мм и качество поверхностей по 7-8-м классам шероховатости. Точность координат каретки восстанавливается автоматически поперечные направляющие поверхности 1,2,3,6 оказываются взаимопараллельными осп для винта поперечной подачи и плоскости для крепления фартука, в том числе по размерам.
Поверхности, восстанавливают после восстановления попе речных направляющих. Восстановление осуществляют пластмассовыми композициями или металлическими накладками из пластмасс и металл jb.
Рис. 3. Герметизация направляющих каретки для заливки акрилопластом
Восстановление направляющих пластмассовыми композициями выполняется в такой последовательности.
1. Ремонтируют поперечные направляющие каретки способами, указанными выше.
2. С поверхностей каретки, сопрягаемых с направляющими станины, сострагивают слой толщиной 2-3 мм. Шероховатость поверхности должна соответствовать 1-му классу.
3. На каретке сверлят четыре отверстия, нарезают резьбу и устанавливают винты с гайками, такие же два винта устанавливают на задней стенке каретки (на рисунке не показано). В средней части направляющих сверлят по отверстию диаметром б-8 мм.
4. На отремонтированные направляющие станины бруском хозяйственного мыла наносят тонкий равномерный изоляционный слой.
5. Предварительно простроганные направляющие каретки обезжиривают тампоном из светлой ткани, смоченном в ацетоне, и просушивают в течение 15-20 мин.
6. Каретку устанавливают на отремонтированные направляющие станины, прикрепляют заднюю прижимную планку, устанавливают фартук, коробку подач, ходовой винт, валы и поддерживающий кронштейн (на рисунке не показан), располагающийся на правом конце станины. Параллельность осей винта и валов направляющим станины предварительно выверяют.
7. Устанавливают приспособление для проверки перпендикулярности направляющих каретки и приспособление для проверки параллельности осей винтов и валов направляющим. Это приспособление скреплено с универсальным мостиком.
8. Устанавливают уровни, располагая их так, как показано на рисунке.
9. Регулируют положение каретки с помощью четырех винтов. При этом по показаниям индикатора устанавливают перпендикулярность поперечных направляющих каретки направляющим станины. По уровню определяют перпендикулярность поверхности каретки для крепления фартука и плоскости коробки подач на станине. Уровнем устанавливают параллельность плоскости каретки под фартук направляющим станины. Приспособлением проверяют соосность отверстий для ходового винта и вала самохода в коробке подач и фартуке.
10. После того как все положения выверены и регулировочные винты и затянуты контргайками, снимают ходовой винт, вал самохода и фартук. Затем герметизируют пластилином поверхности каретки и станины со стороны фартука и задней прижимной планки. По краям каретки делают из пластилина воронки и 5, а вокруг просверленных отверстий в средней части направляющих - воронки.
11. Приготовляют раствор акрилопласта и заливают в среднюю воронку одной из направляющих до тех пор, пока уровень жидкого пластика в крайних воронках не сравняется с уровнем в средней воронке. Так же заливают вторую направляющую.
12. Выдерживают каретку на станине в течение 2-3 ч при температуре 18-20 °С.
13. Снимают каретку с направляющих станины, очищают от пластилина, удаляют приливы пластика, делают канавки для смазки, заделывают стопорами или акрилопластом отверстия установочных винтов.
Рис. 4. Регулировка положения каретки винтами:
1 - приспособление для проверки отклонения от.перпендикулярности направляющих каретки. - индикатор. 3, 4 - уровни. 5, 6 - установочные винты, 7 - универсальный мостик, 8 - приспособление для проверки отклонений от параллельности осей винтов, 9 - фартук, 10- каретка, 11 - вал, 12 - ходовой винт, 13 - коробка подач
Рис. 5. Проверка направляющих консоли на собранном фрезерном станке:
а - проверка отклонений направляющих от параллельности оси, б - проверка отклонений от перпендикулярности поверхности стола направляющим консоли
Токарные станки по металлу, в общей своей массе, имеют примерно схожую компоновку — схему расположения узлов. В этой статье мы перечислим и опишем основные узлы, принцип их работы и назначение.
Основными узлами являются:
Видео-урок об устройстве токарных станков по металлу
Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2 вертикальных рёбер. Между ними находятся несколько поперечных перекладин, обеспечивающих жёсткость и неколебимость статора.
Станина располагается на ножках, их количество зависит от длины станины. Конструкция ножек-тумб такова, что в них могут храниться необходимые для работы станка инструменты.
Верхние поперечные рейки станины служат направляющими для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Сравнивая схемы станков, легко заметить, что в некоторых конструкциях используются направляющие 2 видов:
Детали, расположенные в передней бабке служат для поддержки и вращения заготовки, во время её обработки. Здесь же находятся узлы, регулирующие скорость вращения детали. К ним относятся:
Основная деталь передней бабки в устройстве токарного станка – шпиндель. С правой его стороны, обращённой в сторону задней бабки, есть резьба. К ней крепится патроны, удерживающие обрабатываемую деталь. Сам шпиндель устанавливается на два подшипника. Точность работ, выполняемых на станке, зависит от состояния шпиндельного узла.
Коробка скоростей вид сверху
В передней бабке находится гитара сменных шестерен, которая предназначается для передачи вращения и крутящего момента с выходного вала коробки скоростей на вал коробки подач для нарезания различных резьб. Наладка подачи суппорта осуществляется путем подбора и перестановки различных зубчатых колес.
Гитара сменных шестерен токарного станка Optimum
Гитара советского токарного станка по металлу
Маловероятно, что ещё можно встретить устройство токарного станка по металлу с монолитным шпинделем. Современные станки имеют полые модели, но это не упрощает требований предъявляемых к ним. Корпус шпинделя должен выдерживать без прогибов:
Особые требования предъявляются к шейкам, на которые устанавливаются в подшипники. Шлифовка их должна быть правильной и чистой, шероховатость поверхности не более Ra = 0,8.
В передней части отверстие имеет конусную форму.
Подшипники, шпиндель и ось должны при работе создавать единый механизм, не имеющий возможности создавать лишних биений, которые могут получаться при неправильной расточке отверстия в шпинделе или небрежной шлифовке шеек. Наличие люфта между подвижными частями станка приведут к неточности в обработке заготовки.
Устойчивость шпинделю придают подшипники и механизм регулировки натяга. К правому подшипнику он крепится посредством расточенной, по форме шейки, бронзовой втулки. Снаружи её расточка совпадает с гнездом на корпусе передней бабки. Втулка имеет одно сквозное отверстие и несколько надрезов. Крепится втулка, в гнезде передней бабки гайками, накрученными на её резьбовые концы. Гайки крепления втулки используются для регулировки натяга разрезного подшипника.
За изменение скорости вращения отвечает коробка скоростей. Справа к шкиву присоединяется зубчатая шестерня, справа от шкива шестерня насажена на шпиндель. За шпинделем имеется валик со свободно вращающейся втулкой с ещё 2 шестернями. Через шейку, закреплённому в кронштейнах валику, передаётся вращательное движение. Разный размер шестерней позволяет варьировать скорость вращения.
Перебор увеличивает количество рабочих скоростей токарного станка вдвое. Строение токарного станка по металлу с использованием перебора позволяет выбрать среднюю скорость между базовыми. Для этого достаточно перекинуть ремень с одной передачи на следующую или установить рычаг в соответствующее положение, в зависимости от конструкции станка.
Шпиндель получает вращение от электродвигателя через ременную передачу и коробку скоростей.
Механизм подачи сообщает суппорту необходимое направление движения. Задаётся направление трензелем. Сам трензель находится в корпусе передней бабки. Управление им происходит посредством наружных рукояток. Кроме направления можно изменять и амплитуду движения суппорта при помощи сменных шестерней разного количества зубьев или коробки подач.
В схеме станков с автоматической подачей имеются ходовые винт и валик. При проведении работ высокой точности исполнения используется ходовой винт. В остальных случаях – валик, что позволяет дольше сохранить винт в идеальном состоянии для выполнения сложных элементов.
Верхняя часть суппорта – место крепления резцов и другого токарного инструмента, необходимого для обработки различных деталей. Благодаря подвижности суппорта резец плавно перемещается в направлении, необходимом для обработки заготовки, от места, где суппорт с резцом и располагался в начале работы.
При обработке длинных деталей ход суппорта вдоль горизонтальной линии станка должен совпадать с длиной обрабатываемой заготовки. Такая потребность определяет возможности суппорта передвигаться в 4 направлениях относительно центральной точки станка.
Продольные движения механизма происходят по салазкам – горизонтальным направляющим станины. Поперечная подача резца осуществляется второй частью суппорта, передвигающейся по горизонтальным направляющим.
Поперечные (нижние) салазки служат основой поворотной части суппорта. С помощью поворотной части суппорта задаётся угол расположения заготовки относительно фартука станка.
Фартук, как и передняя бабка, скрывает за своим корпусом необходимые для приведения в движение механизмов станка узлы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Рукоятки управления механизмами фартука вынесены на корпус, что упрощает регулировку хода суппорта.
Задняя бабка подвижная, она используется для закрепления детали на шпинделе. Состоит из 2 частей: нижней – основной плиты и верхней, удерживающей шпиндель.
Подвижная верхняя часть движется по нижней перпендикулярно горизонтальной оси станка. Это необходимо при точении конусообразных деталей. Через стенку бабки проходит вал, он может поворачиваться рычагом на задней панели станка. Крепление бабки к станине производится обычными болтами.
Индивидуален по своей компоновке каждый токарный станок, устройство и схема могут несколько отличаться в деталях, но в малых и средних станках такой вариант встречается наиболее часто. Компоновки и схемы тяжёлых больших токарных станков отличается в зависимости от их назначения, они узкоспециализированные.
Если посмотреть на чертеж любого агрегата, предназначенного для токарной обработки металлов, можно понять, что конструкция и устройство токарного станка являются почти полностью идентичными для разных моделей установок.
Можно выделить следующие основные узлы любого станка для выполнения токарных работ по металлу – станина, две бабки (передняя и задняя), фартук, суппорт, коробки подач и скоростей, шпиндель, электродвигатель. Все механизмы и части токарного агрегата устанавливаются тем или иным образом на станине. Именно этот узел представляет собой базовый центр станка.
Станина – это продольные стенки в количестве двух штук, которые между собой соединяются поперечными ребрами, увеличивающими общую жесткость установки. Интересующий нас узел, кроме того, располагает несколькими направляющими, часть из коих имеет призматический вид. Задняя бабка в токарных агрегатах всегда располагается на внутренних направляющих. По ним она передвигается на требуемое при работе расстояние.
На левом конце станины устанавливается передняя бабка, которая поддерживает заготовку при обработке и придает ей вращение.
На внешней стороне передняя бабка располагает рукоятками еще одной важной части станка – коробки скоростей. Эти рукоятки позволяют выбирать во время работы нужное число оборотов шпиндельного узла. На табличке, которую прикрепляют к бабке (имеется в виду передняя бабка), есть схематический чертеж с указанием того, каким именно образом нужно поворачивать рукоятку, чтобы выставить требуемые обороты. Шпиндель вращается в подшипниках качения либо скольжения в корпусе бабки. На окончание шпинделя с резьбой надевается патрон поводкового или кулачкового типа.
Данный узел необходим для передачи вращения детали, устанавливаемой на токарный агрегат для обработки. Крайние направляющие станины (они являются призматическими) строго выверяют на их взаимную параллельность и прямолинейность. По направляющим движется каретка – нижняя часть суппорта. Если направляющие станка не соответствуют требованиям, указанным выше, детали будут обрабатываться некачественно.
Этот узел дает возможность надежно фиксировать протяженные детали в тех случаях, когда их помещают в обрабатывающий центр. Кроме того, задняя бабка служит для крепления разных рабочих приспособлений (например, метчиков, разверток, всевозможных видов сверл и т.д.). Если схема передней бабки всегда одинакова, то задняя бабка может быть нескольких разновидностей. Она может иметь: обычный центр; встроенный вращающийся центр.
Центр, указанный вторым, ставится на те станки, на которых планируется скоростная обработка детали (применяется специальная кинематическая схема). Задняя бабка в этом случае будет иметь следующую конструкцию: выточенное отверстие в пиноли с коническими роликами и подшипниками в нем. Подшипник шарикового типа нужен для установки втулки с отверстием в форме конуса. В это отверстие помещается центр.
Упорный шарикоподшипник берет на себя осевое усилие. Втулка не сможет вращаться в тех случаях, когда пиноль соединяется с втулкой специально смонтированным стопорящим приспособлением. Если реализовывается такая кинематическая схема (ее чертеж набросать совсем несложно), задняя бабка может служить в качестве держателя развертки, сверла, любого зенкера и прочего центрового инструмента.
Когда бабка имеет обычный центр, ее корпус находится на плите, установленной на направляющих. В корпусе вырезается отверстие, по которому передвигается (в продольном направлении) гайка с пинолью. Центр либо хвостовик какого-либо рабочего инструмента вставляют в коническое отверстие на переднем торце пиноли, которую перемещают маховичком. Кроме того, есть возможность смещать пиноль поперечно к плите при помощи винтов. При обработке детали с пологим конусом такая возможность незаменима.
Шпиндель – это пустотелый стальной вал с отверстием конической формы. Данный узел агрегата по металлу считается самым главным (многие другие основные узлы станка созданы для обеспечения работы шпинделя). В нем имеется отверстие (коническое), предназначенное для монтажа разнообразных инструментов, оправок и переднего центра (чертеж токарного оборудования указывает, какие именно приспособления можно крепить в указанном отверстии).
На шпинделе предусмотрена резьба. На нее можно закрепить планшайбу на токарный станок по металлу либо патрон, который центрируется посредством буртика на шейке. На некоторых агрегатах на шпинделе есть еще и специальная канавка. При быстрой остановке шпинделя она исключает опасность не контролированного свертывания патрона. Чтобы узнать, есть такая канавка на той или иной токарной установке, следует тщательно изучить чертеж станка, где указываются все его основные и дополнительные части.
Исправность шпинделя и его правильное вращение являются ключевыми условиями для токарной обработки любой детали. Важно добиться того, чтобы этот узел не имел в радиальном и осевом направлении в подшипниках ни малейшего люфта, а также слабины. В тех случаях, когда возникают указанные негативные явления, резцедержатель и инструмент в нем начинают дрожать, что приводит к ухудшению качества обработки.
На большинстве известных агрегатов отечественного производства (например, на или на ) вращение шпинделя происходит в подшипниках скольжения. Хотя есть и оборудование с роликовыми и шариковыми подшипниками качения, которые считаются более жесткими и используются по этой причине на станках с большими скоростями обработки заготовок.
Резцедержатель с установленным в него инструментом для обработки деталей перемещается благодаря суппорту в наклонном, поперечном и продольном по отношению к оси агрегата направлении. Движение рабочему инструменту сообщается на токарных станках как вручную, так и механически. Если посмотреть на чертеж суппорта стандартной токарной установки, можно понять, каким образом резцедержатель с резцом передвигается:
Резцедержатели (резцовые головки) ставятся сверху суппорта. Конструктивно они могут быть одно- и многоместными. Обычный резцедержатель представляет собой корпус цилиндрической формы с прорезью. Рабочий инструмент (токарный резец) устанавливают в прорезь, а затем посредством болта закрепляют его. Снизу резцовая головка имеет форму буквы "Т", благодаря чему она без труда входит в паз суппорта (верхней его части). Существуют и другие варианты крепления резцедержателя.
Понятно, что никакая кинематическая схема функционирования станка для токарной обработки металлических изделий не может быть реализована, если на агрегате отсутствует электродвигатель. Двигатель может быть: асинхронным; постоянного тока. Электродвигатель асинхронного типа располагает литой чугунной либо алюминиевой станиной, ротором и статором. В зависимости от установленной на станок модели двигатель способен выдавать несколько скоростей вращения (либо одну).
Обычно электрическая схема токарного станочного оборудования работает за счет двигателя с короткозамкнутым ротором. Коробка передач (как следствие и коробка скоростей, и иные основные электрокомпоненты станка) в данном случае соединяется с "движком" либо посредством ременной передачи, либо напрямую с ротором.
На токарный агрегат может монтироваться и двигатель, позволяющий выполнять изменение скоростей вращения по бесступенчатому принципу. Он представляет собой устройство с независимым возбуждением, обеспечивающее регулировку частоты вращения в интервале 10 к 1. Такое оборудование применяется намного реже, так как короткозамкнутый двигатель характеризуется малыми размерами и высоким уровнем экономичности его применения.
Двигатель постоянного тока чаще используется для упомянутого выше бесступенчатого регулирования скоростей шпиндельного узла. Станину такого мотора делают из стали низкоуглеродистых марок (выбор материала неслучаен, он связан с тем, что станина является магнитопроводом), а сердечники его статора – из электротехнической стали. Добавим, что двигатель любого вида функционирует в комплексе с другим электрооборудованием, которое монтируется на токарный станок и обеспечивает его бесперебойную эксплуатацию по определенной электрической схеме.
