§ 1. Устройство токарного станка

Токарные станки разделяют на одношпиндельные, многошпин­дельные, револьверные, карусельные, автоматы и полуавтоматы, мно­горезцовые, специализированные и др.

Каждый тип токарных станков имеет несколько моделей. Напри­мер, одношпиндельные токарно-винторезные станки выпускают моде­лей 1620, 1А62, 1К62, 1Е61МТ, 1В616ит. д.; токарно-револьверные— моделей ІМ36, 1336М и т. д.; многорезцовые полуавтоматы — моде­лей 1721. 1730, 1712П и т. д.; однореацовые автоматы — моделей 1С616, І6ІА и т. д.

Рассмотрим устройство токарно-винторезного станка модели 1К62 (рис. 196). Основные узлы станка: станина 15, передняя бабка 2 , задняя бабка 9, коробка подач 1 с ходовым винтом 13 и ходовым валиком 14, ф’артук 16 с механизмами подачи, суппорт 5 и электропривод. Кроме этих узлов станок имеет масляный насос для смазки механизмов станка, насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости и кнопочное или рычажное управление для пуска и останов­ки станка. Включение, выключение и реверсирование электродвига­теля производится посредством реверсивного магнитного пускателя с помощью рукоятки.

Суппорт предназначен для закрепления резца и сообщения ему про­дольной или поперечной подачи. Основанием суппорта служат нижние (продольные) салазки (поз. 4, рис. 196), скользящие по направляющим станины токарного станка. Продольная механическая подача суппор­та осуществляется включением рукоятки 17, а ручная — при помощи маховика 19, Укрепленный на суппорте резец будет при этом пере­мещаться параллельно оси шпинделя.

Для поперечной подачи суппорта вручную вращают рукоятку 18: при этом поперечные салазки вместе с верхней частью суппорта пере­мещаются перпендикулярно оси шпиндели, скользя по направляющим нижних салазок. Па поперечных салазках закреплена поворотная часть суппорта с верхними салазками и резцедержателем 6. При не­обходимости верхние салазки можно повернуть на нужный угол при помощи поворотной части суппорта. Ручную подачу поворотной или верхней части суппорта осуществляют рукояткой 1.

Рис. 196. Общий вид токарно-винторезного станка модели! К62:

/ — коробка подач; 2 — передняя бабка; 3~ рукоятка установки чисел оборотов шпин­деля; ‘/—нижние салазки суппорта; 5 — суппорт; б — резцедержатель; 7 — рукоятка по­дачи поворотной (верхней) части суппорта; 8 — пяноль задней бабки; 9 — задняя баб­ка; /0 —рукоятка закрепления ни иол и при работе станка; И — маковик продольного пе­ремещения пи ноли с задним центром; 12— болт, /3 — кодовой иннт; 14— кодовой валик; /5 — стаєнна станка; }б — фартук; 17 — рукоятка включении продольной механической подачи суппорта; 18 н /0 — рукояткп ручной поперечной и продольной подачи суппорта; 20 — рукоятка включення* останова н реверсирования шпинделя; 21 — рукоятка установ­ки величины подачи

Задняя бабка (см. рис. 196) служит для поддержания в центрах станка длинных деталей (L > 4D), а также для закрепления режущего инструмента — сверл, зенкеров, разверток. Она состоит из чугунного корпуса, установленного на скользящей плите. В зависимости от дли­ны обрабатываемой детали заднюю бабку устанавливают на станине в нужном месте при помощи соответствующих приспособлений.

В отверстие верхней части корпуса задней бабки вставляют пусто­телый шпиндель — пинать 8 с закрепленным в нем задним центром. При скоростном резании в пинать вставляют вращающийся центр. Пиноль и задний центр можно перемещать в продольном направлении при помощи винта с маховиком II. Закрепляют пиноль в определен­ном положении рукояткой 10.

При обтачивании конических заготовок корпус задней бабки стай­ка можно смещать относительно основания в поперечном направлении посредством болта 12.

Главное движение и движение подачи осуществляются при помощи соответствующих приводов.

Привод главного движения (рис. 197) состоит из электродвигателя 1, ременной передачи 2, коробки скоростей 4 и шпинделя 5. Вращение ведомого шкива трансмиссионного вала I—I передается корсбке ско­ростей и шпинделю 5 (вал //—77). Коробка скоростей позесляєт изме­нять числа оборотов шпинделя, обеспечивая наивыгоднейшие режимы резания.

Существуют два типа коробок скоростей — со ступенчатым и с бесступенчатым (плавным) регулированием чисел оборотов шпинделя.

Первые позволяют полу­чить максимальное, мини­мальное и ряд промежу­точных чисел оборо тон, вторые — любое плавил изменяемое число оборо­тов.

В токарных станках со ступенчатым регулирова­нием числа оборотов шпин­деля применяют шестерен­ные коробки скоростей (рис. 197) или ступенчатые шкивы. Привод главного движения шестеренной ко­робки скоростей компакт­нее других типов приво­дов. На валу 7—/ распо­ложен подвижной блок 3 из зубчатых колес zlt z2 и г3. При помощи специ — перемещается вдоль вала 1-І и или гв, неподвиж-

я. = Щ — naz2/z6, пй = п„23/гв, (107)

где ZjZt. z2lz5, 2s’2fi — передаточные отношения.

При перемещении муфты Б вправо включается перебор ///—III с передаточным отношением

(пср — (г. о^е) ■ (^Zg).

В результате шпиндель U—II получает еще три значения чисел оборотов.

Коробки скоростей с перебором имеют несколько групп чисел обо­ротов шпинделя. Значения чисел оборотов шпинделя в каждой группе

изменяются по геометрической прогрессии, знаменатель которой ф имеет следующие значения: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78 и 2. Чем меньше ф, тем меньше разность между числами оборотов в той или иной группе чисел и тем, следовательно, легче выбрать близкое к нужному число оборотов.

Преимущество привода главного движения с шестеренной коробкой скоростей — возможность передачи больших мощностей; при этом эффективная мощность на шпинделе при изменении его оборотов оста­ется постоянной.

Коробки скоростей с бесступенчатым регулированием чисел оборо­тов шпинделя имеют конические шкивы, фрикционные, электрические, электромеханические и гидравлические приводы.

Рис. 198. Схема фрикционной бесступенчатой передачи Светозарова

В ряде новых токарно-винторезных станков числа оборотов шпин­деля изменяются при помощи фрикционного привода системы Свето­зарова.

На рис. 198 показаны три характерных положения, обеспечиваю­щих максимальное а, среднее 6 и минимальное в значения чисел оборо­тов шпинделя. Стальные фрикционные шайбы 1 и 3 с шаровыми поверх­ностями насажены на пустотелые валы II и /. Вал / посредством муфты соединен с валом электродвигателя, от которого получает вращение шайба 3 с постоянным числом оборотов (щ = const). Распорные пру­жины, расположенные внутри валов / и // , прижимают шайбы 1 и 3 к стальным каткам 2 и 4. Каждый из них при помощи специальных механизмов может плавно поворачиваться в вертикальной плоскости относительно оси О на определенный угол.

При включении электродвигателя шайба 3 передает вращение кат­кам 2 и 4 через фрикционную передачу, сообщающим это вращение Іцанбе J. Число оборотов шайбы I зависит от отношения активных радиусов г| и г% и определяется по формуле

п2 = я/,/г2. (108)

Изменяя положение катков, можно обеспечить плавное изменение

чисел оборотов шпинделя между максимальным и минимальным значе­ниями.

Бесступенчатый привод системы Светозарова позволяет получить диапазон регулирования чисел оборотов шпинделя: Д = Ятах’ЯпНп от 4 до 8. Применяя фрикционную передачу Светозарова в комбина­ции с трехступенчатой шестеренной коробкой скоростей, можно получить еще более широкий диапазон плавного регулирования чисел оборотов шпинделя.

Рис. 200. Схема ревер-
сивного механизма то-
карного станка

Привод движения подачи предназначен для передачи движения от шпинделя к суппорту, а также для выбора величины подачи и изме­нения ее направления.

Движение привода подачи осуществляется от конечного звена при­вода главного движения — шпинделя. Зубчатое колесо реверсивного механизма насажено на шпиндель или на промежуточный вал, связан­ный со шпинделем отдельной зубчатой передачей. Иногда источником движения привода подач служит отдельный электродвигатель.

Привод движения подачи токарного станка (рис. 199) состоит из реверсивного механизма /, гитары 2 сменных зубчатых колес, коробки подач 3 с ходовым винтом 4 и ходовым валиком 5, фартука 6.

Реверсивный механизм предназначен для изменения направления вращения ходового винта или ходового валика, обеспечивая переме­щение суппорта с резцом справа налево или слева направо.

Конструкция реверсивного механизма может быть различной. В то­карных станках в качестве такого механизма чаще всего применяют трен­зель с цилиндрическими зубчатыми колесами (рис. 200). Зубчатое коле­со гх закреплено на шпинделе /, а колесо г4 — на валу //, которым обычно служит вал гитары сменных зубчатых колес. Зубчатые колеса z2 и г3 свободно укреплены на пальцах III и IV обоймы 1 с рукояткой 2. Обойма установлена на валу II и при помощи рукоятки может но-
ворачиваться относительно вала, занимая положение 3, 0 или 4. Колеса г8, 2S и г4 находятся в постоянном зацеплении друг с другом.

Если рукоятку 2 поставить в положение 3 (как показано на рис. 200), то зубчатые колеса 2, —24 будут находиться в последовательном зацеплении и вал П получит вращение, обратное вращению шпинделя. Ставя рукоятку 2 в положение 4, вводим в зацепление колеса гг—г3 — 2* и вал II получит то же направление вращения, что и шпиндель. В положении О рукоятки зубчатые колеса гг и г3 выходят из зацепле­ния с колесом zl и вращение от шпинделя на вал II не передается — трензель выключен.

Гитара привода подачи токарного станка представляет механизм, состоящий из набора сменных зубчатых колес и особого устройства, называемого собственно гитарой. Она позволяет изменять число обо­ротов привода подачи.

В токарных станках используют три способа установки сменных зубчатых колес гитары: одно-, двух — и трехпарную.

Наиболее часто применяемая двухларная передача (рис. 201) имеет четыре зубчатых колеса г1 — г4, которые передают вращение от вала I трензеля на вал II коробки передач. Зубчатое колесо г4 закреплено на валу I, а колесо г4 — на валу II; колеса г2 и г3 находятся на общей втулке со шпонкой и помещаются на пальце Б.

Для получения новых передаточных отношений межосевое расстоя­ние изменяют перемещением пальца Б по прямолинейному пазу и поворотом гитары А относительно оси вала II по дуговому пазу. Пере­даточное отношение сменных зубчатых колес гитары

;гит = (Vzz) • (Фі)- (109)

Коробка подач, расположенная с передней стороны станка под бабкой, позволяет переключением рычагов быстро изменять подачу. В токарных станках чаще всего применяют коробки подач с накидной шестерней (рис. 202). Механизм представляет блок 2 зубчатых колес
zl— гв, насаженный на вал I. На валу // скользящей шпонкой закреп­ляют колесо г8 и обойму 1. Накидная шстерня z1 находится в постоян­ном зацеплении с колесом z8 и крепится в обойме I. Передачу обычно осуществляют от ведущего вала I к ведомому II. Накидную шестерню можно сцепить с любым зубчатым колесом блока 2 поворотом обоймы 1 относительно вала II и перемещением ее вдоль вала в соответствующее фиксируемое положение.

Фартук прикреплен к нижней части каретки суппорта. Заклю­ченные в фартук механизмы подачи служат для преобразования вра­щательного движения, получаемого от ходового винта или ходового валика, в поступательное движение (подачу) суппорта, на котором за­креплен резец. В фартуке имеется система червячных и зубчатых пере­дач (рис. 203). При нарезании резьбы используют ходовой винт 6. При выполнении других токарных работ движение подачи осуществляется через ходовой валик 8, имеющий червяк 9 на скользящей шпонке. Чер­вяк получает вращательное движение и, кроме того, может переме­щаться вдоль валика. Вращение червяка передается червячному зуб­чатому колесу 10 и расположенному на одной оси с ним цилиндричес­кому зубчатому колесу 11, которое находится в зацеплении с колесом 1, передающим вращение соосному с ним колесу 3. Это колесо катится по неподвижной рейке 2. прикрепленной к станине токарного станка, за­ставляя перемещаться суппорт 4, связанный с фартуком. В результате вращательное движение ходового валика преобразуется в продольное поступательное движение суппорта.

Имеющиеся в фартуке механизмы могут преобразовывать враща­тельное движение ходового валика в поперечное движение резца.

При нарезании резьбы ходовой валик 8 отключается от остальных частей механизма фартука.

Ходовой винт 6 имеет разъемную гайку 7 (называемую маточной). При включении рукоятки 5 половинки разъемной гайки плотно охва­тывают вращающийся ходовой винт, вследствие чего гайка, а вместе с ней и суппорт осуществляют поступательное движение; при выклю­чении рукоятки половинки гайки расходятся, освобождая винт и оста­навливая суппорт.