Что значит универсальный станок

Токарные универсальные станки

Общие сведения

Токарные универсальные станки (рис. 1) предназначены для обработки тел вращения в основном при помощи операций резания или точения.

Рисунок 1. Универсальный токарный станок.

Изначально понятие «универсальный станок» было применено в первой половине 19 века, когда стремительно развивающаяся отрасль станкостроения отошла от привычной на то время модели конструирования узкопрофильных станков. Технологические возможности токарных станков стали стремительно развиваться. Например, обычный винторезный станок, предназначенный для создания резьб различных профилей, был дополнен усовершенствованным суппортом. Это позволило не только нарезать резьбы, но и производить ряд простых токарных операций, таких как точение, торцевание, выполнение проточек и др.

В современном мире понятие «универсальный токарный станок» означает, что данный станок не является узкопрофильным, ориентированным на производство конкретных операций, а способен совершать комплекс токарных и других операций. Объединение в одном станке широкого функционала позволило получить ряд преимуществ перед узкопрофильными:

• уменьшение количества и специфики станков для изготовления детали;
• повышение скорости обработки, связанное с отсутствием необходимости перестановки заготовки на другой станок;
• уменьшение требуемой площади для размещения оборудования;
• снижение энергоемкости металлорежущих операция, что в итоге ведет к снижению конечной стоимости изготавливаемых деталей.

Конструкция и принцип работы

Рассмотрим конструкцию на примере одного из популярных и массовых универсальных токарно-винторезных станков 1К62 (рис. 2). Разработан был этот станок в 1954 Московским станкостроительным заводом в году и до сих пор выпускается с небольшими модификациями. Универсальный станок 1К62 оказался настолько удачным, что по его образу и подобию выпускались аналогичные станки на многих станкостроительных предприятиях. Также похожие конструкции параллельно разрабатывались зарубежными предприятиями независимо от отечественных производителей.

Рисунок 2. Схема универсального токарного станка 1К62.

Основанием станка, на котором закрепляются остальные узлы и элементы, называется станина (4).

В передней части станка располагается так называемая передняя бабка (1) со шпинделем (14) в качестве основного рабочего органа. В передней бабке имеется коробка скоростей (13), которая предназначена для изменения скорости вращения шпинделя.

Коробка передач (10) служат для передачи вращательного движения на суппорт при помощи ходового винта. Работает в непосредственной связке со шпинделем (рис. 3).

Рисунок 3. Шпиндель универсального токарного станка.

Ходовой винт (7) служит для выставления определенной скорости подачи в процессе нарезания резьбы. Ходовой валик (8) предназначен для обработки других поверхностей, не связанных с нарезанием резьбы.

В фартуке (6) происходит преобразование вращения ходового винта (рис.4) или валика в поступательное движение суппорта (2).

Рисунок 4. Примеры ходовых винтов.

В суппорте закрепляется металлорежущий инструмент и производится подача к обрабатываемой детали. Суппорт имеет возможность закрепления в нем одновременно четырех различных резцов, которые можно быстро сменить поворотом каретки (рис. 5). Резцовая каретка на некоторых модификациях имеет несколько степеней свободы, что позволяет выполнять обработку недоступных для стандартных токарных станков поверхностей. Перемещается суппорт на так называемых салазках.

Рисунок 5. Резцовая каретка.

Задняя бабка (3) имеет пиноль (рис. 6) для монтажа приспособления, поддерживающего обрабатываемую деталь, или установки стержневого инструмента (развертки, сверла, зенкера и др.), при помощи которого производится сверление или обработка осевого отверстия в заготовке.

Рисунок 6. Пиноль.

Станина устанавливается на тумбах (5) и (9). Тумбы играют роль подставок и имеют ряд настроек, которые позволяют выставить станок в горизонтальное положение даже на неровной поверхности.

Гитара сменных шестерен (11) в совокупности с коробкой скоростей предназначена для регулировки передаточных чисел и изменения соотношения между скоростью вращения шпинделя и скоростью подачи инструмента.

Блок электроаппаратуры (12) включает в себя электродвигатель, управляющую, контрольную и предохранительную электроаппаратуру.

Классификация и основные параметры

Для универсальных токарных станков есть два основных параметра, которые определяют область применения и основные возможности:

1. Наибольший диметр обрабатываемой детали — определяется высотой от оси вращения шпинделя до наивысшей точки станины. Это расстояние умножается на 2 и определяет максимальный диаметр заготовки, которую возможно закрепить в шпинделе.
2. Расстояние между крайними точками передней и задней бабок — определяет максимальную длину обрабатываемой детали.

Существует множество дополнительных параметров, которые также важны для универсальных токарных станков:

• максимальная и минимальная скорости вращения шпинделя и шаг градации;
• цена деления шкалы ручной и автоматической подачи;
• количество одновременно закрепляемых резцов в каретке;
• потребляемая мощность;
• габаритные размеры.

Универсальные станки классифицируются по следующим основным признакам.

1. По способу управления:

• с ручным управлением;
• с числовым программным управлением (ЧПУ).

2. По углу расположения оси вращения заготовки:

• горизонтальные;
• вертикальные;
• расположенные под углом.

3. По типу привода основных узлов и механизмов:

• с механическим приводом;
• с гидравлическим приводом;
• с комбинированным приводом.

Сегодня в особую категорию выделены современные универсальные токарные станки с ЧПУ. Здесь уже часто опускают в названии слово «токарные», так как эти станки обладают возможностью полноценного сверления, фрезерования, долбления и др. В то время как по устаревшей общепринятой классификации для каждой из этих операций предназначен отдельный станок. И допускались лишь простейшие операции, отличные от основного назначения, например, сверление или зенкерования осевого отверстия.

До сих пор можно встретить в названии универсального станка с ЧПУ, который способен производить полную обработку детали за один установ с применением сложных фрезерных и сверлильных операций, приставку «токарный». Но это уже не является абсолютно правильным, так как подобные станки полноценно могут выполнять другие металлорежущие операции, которые часто занимают лидирующее место в технологии обработки какой-либо детали.

Источник

Отличия токарных станков: универсальный и автомат

В этой статье расскажем, в чем заключаются отличия токарных станков по металлу универсального типа от автоматов и полуавтоматов. Обработку поверхностей деталей на универсальных токарных станках производят последовательно несколькими инструментами, установленными в резцедержателе и задней бабке. Число установленных инструментов невелико. Подвод и отвод инструментов, переключения и другие вспомогательные движения производятся рабочим вручную. Одновременная обработка нескольких поверхностей затруднена. Ручные приемы снижают производительность станка.

На рис. 2 показаны отличия схем обработки токарных станков на универсальном токарном станке и шестишпиндельном токарном автомате. При работе на универсальном станке (рис. 2, α) все холостые и часть рабочих перемещений инструмента производят вручную.

Рис. 2. Отличия токарных станков при обработке специального болта: α — на токарном станке: I — подрезка торца; II — обтачивание диаметра D на длину 1; III — обтачивание поверхности под резьбу на длину 1; IV — протачивание канавки со снятием фаски: V — снятие фаски у головки болта; VI — снятие фаски; VII — нарезание резьбы плашкой; VIII — отрезка детали; б — на шестишпиндельном токарном автомате: I — обтачивание поверхности на длине L1, снятие фаски на головке болта; ІІ — черновое обтачивание поверхности диаметра D на длине L-L1; III — снятие фаски, подрезка торца и протачивание канавки со снятием фаски; IV — чистовое обтачивание поверхности диаметра D; V — нарезание резьбы плашкой; VI — отрезка готовой детали

Токарно револьверные станки за счет наличия на них револьверной головки и суппорта с несколькими инструментами позволяют производить много инструментальную обработку, т. е. одновременно обрабатывать несколько поверхностей. Это дает возможность уменьшить вспомогательное время, но число ручных приемов остается большим. Таким образом, у токарных и токарно револьверных станков механизирована только подача инструмента, а остальные приемы выполняются вручную, что не дает возможности добиться высокой производительности станка.

Отличие токарных станков автоматов и полуавтоматы от универсальных токарных и токарно револьверных станков заключается в автоматизированном цикле работы, т. е. ходы и вспомогательные движения автоматизированы и частично могут быть совмещены.

Вследствие автоматизации цикла работы токарные автоматы и полуавтоматы имеют высокую производительность, и применение их целесообразно в массовом, крупносерийном, а иногда в серийном производстве (возможно многостаночное обслуживание). Шестишпиндельный токарный автомат (рис. 2, б) имеет продольный суппорт с шестью позициями и шесть поперечных суппортов, а следовательно, и шесть позиций обработки, на которых возможна совместная обработка нескольких поверхностей.

Следовательно, отличие токарных станков автоматов и полуавтоматов от токарных и токарно револьверных станков достаточно велико. Ведь степень автоматизации и возможность совмещения как рабочих, так и холостых ходов влияет на эффективность рабочего процесса.

Источник

Универсальный станок по металлу: особенности управления

Универсальный станок по металлу используется для обработки заготовок, управление обработкой деталей на обычных универсальных станках производится оператором вручную. При управлении станком оператор на первом этапе производит наладку станка. На основе чертежа детали или технологической карты, разработанной технологом, оператор подбирает и устанавливает необходимые режущие инструменты, патрон для зажима заготовки, другие приспособления при необходимости, устанавливает необходимый режим обработки, такие как частота вращения шпинделя, величину подач, устанавливает и закрепляет на рабочем органе заготовку.

На втором этапе при обработке заготовки оператор включает и отключает станок, подводит перед обработкой и отводит после обработки рабочие органы станка, включает и отключает подачу СОЖ, осуществляет, если необходимо, рабочую подачу инструмента или просто включает механический привод инструмента. В процессе обработки заготовки на универсальном станке по металлу оператор переключает режим резания, вводит в работу другие режущие инструменты, проводит, если необходимо, промежуточный контроль точности обработки.

На третьем этапе после окончания обработки заготовки оператор отключает подачу СОЖ, останавливает станок, разжимает и снимает изготовленную деталь, проводит, если необходимо, ее окончательный контроль, удаляет стружку, проводит, если необходимо, регулировку и поднастройку узлов станка и готовится к изготовлению следующей детали.

Универсальный станок для выполнения указанных функций управления оператором, как например универсальный токарный станок по металлу, имеет большое количество различных рукояток и кнопок управления. Подобные станки имеют большие технологические возможности, что позволяет изготавливать на них разнообразные детали из разных материалов, нарезать различные резьбы, обрабатывать заготовки различными режущими инструментами. Однако указанное разнообразие функций управления оператор должен выполнять вручную (имея только две руки и помогая иногда ногами для нажатия на педали).

Оператор должен хорошо знать свой станок, если к примеру это универсальный фрезерный станок по металлу, то специалист обязан знать его возможности и особенности работы, знать и уметь выбирать для обработки необходимые режущие инструменты, режимы резания, необходимые приспособления, возможные технологические приемы обработки заготовок. Оператор должен быть не только станочником, но и совмещать в себе в какой-то степени специалиста-инструментальщика и технолога. Все это требует от него высоких профессиональных знаний и большого опыта работы, что достигается за счет длительной работы на станке.

Особенно эффективно универсальные станки с ручным управлением получили применение в мелкосерийном и индивидуальном производстве, где необходимо изготавливать небольшие партии или даже единичные детали. В этом смысле данные станки имеют высокую мобильность (возможность быстрой переналадки на изготовление другой детали).

Постоянное присутствие возле универсального станка по металлу высокопрофессионального оператора, хорошо знающего его конструкцию и технологические возможности, его реальное состояние, позволяет следить за процессом обработки, своевременно выявлять и устранять возможные отклонения и погрешности в обработке, вовремя менять износившийся режущий инструмент и др. Часто для обработки ряда деталей оператору не нужно разрабатывать технологическую карту с указанием последовательности обработки, режима обработки, необходимых инструментов и приспособлений. Благодаря своему опыту и знаниям он эти вопросы решает сам (иногда даже грамотнее технолога).

Минусы универсальных станков по металлу

Главные недостатки управления вручную универсальным станком по металлу:

• низкая производительность, в том числе за счет невозможности управлять одновременно несколькими рабочими органами станка (когда оператору не хватает для этого двух рук). Снижение производительности из-за усталости оператора (особенно в конце смены), наличие перерывов в его работе (обоснованных и необоснованных);
• нестабильное качество обработки заготовок в течение рабочей смены (ухудшение внимания оператора из-за усталости); в) иногда недостаточная профессиональная подготовка оператора, что влияет на производительность и качество обработки заготовок;
• увеличивающаяся с каждым годом нехватка необходимой высокопрофессиональной рабочей силы и ее высокая стоимость;
• непрестижность данной работы и значительные физические нагрузки.

Поэтому сразу после появления и выявлении минусов универсальных станков, встал вопрос о частичной или полной автоматизации их управления. При этом необходимо было решать две основные проблемы:

• повышение производительности станков по металлу, что в первую очередь требовалось для массового и крупносерийного производства;
• сохранение при этом высокой мобильности универсальных станков по металлу, что особенно характерно для среднесерийного, мелкосерийного и индивидуального производства.

Источник