ТОКАРНЫЙ СТАНОК — старейший и наиболее распространённый тип (см.), предназначенный для наружной и внутренней механической обработки тел вращения путём снятия стружки с заготовок из металлов или др. материалов с целью получения необходимых формы, точности, размеров … Большая политехническая энциклопедия
ТОКАРНЫЙ СТАНОК — ТОКАРНЫЙ СТАНОК, станок для обработки резанием (точением) изделий (деталей) типа тел вращения: цилиндрических и конических поверхностей, отверстий, торцов, резьбы и т.п. Применяются различные типы токарных станков: центровые, токарно револьверные … Современная энциклопедия
ТОКАРНЫЙ СТАНОК — ТОКАРНЫЙ СТАНОК, станок, который вращает деталь (деревянную или металлическую) для придания ей необходимой формы при помощи резцов. Один из первых типов станков, изобретенных в ходе развития техники … Научно-технический энциклопедический словарь
ТОКАРНЫЙ СТАНОК — (Lathe, turning lathe) станок для обработки резанием металлов и дерева, характеризующийся вращательным рабочим движением обрабатываемого предмета и поступательным движением инструмента резца. Т. С. применяется главным образом для обработки… … Морской словарь
Токарный станок — ТОКАРНЫЙ СТАНОК, станок для обработки резанием (точением) изделий (деталей) типа тел вращения: цилиндрических и конических поверхностей, отверстий, торцов, резьбы и т.п. Применяются различные типы токарных станков: центровые, токарно револьверные … Иллюстрированный энциклопедический словарь
ТОКАРНЫЙ СТАНОК — предназначен для обработки заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарном станке производят точение поверхностей, нарезание резьб, сверление, зенкерование, зенкование и развертывание. Главное движение (вращательное)… … Большой Энциклопедический словарь
Токарный станок — ■ Необходимо иметь у себя на чердаке, а в деревне на случай дождливых дней … Лексикон прописных истин
токарный станок — 3.1 токарный станок (turning machine): Станок, в котором главным движением является вращение заготовки относительно режущего инструмента (режущих инструментов) и в котором необходимая для резания энергия возникает при вращении заготовки, а не… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
токарный станок — предназначен для обработки заготовок из металлов и других материалов в виде тел вращения. На токарном станке производят точение поверхностей, нарезание резьб, сверление, зенкерование, зенкование и развёртывание. Главное движение (вращательное)… … Энциклопедический словарь
Токарный станок — станок для обработки преимущественно тел вращения путём снятия с них стружки при точении (См. Точение). Т. с. один из древнейших станков, на основе которого создавались станки сверлильной, расточной и др. групп. Т. с. составляют… … Большая советская энциклопедия
Тока́рный стано́к — станок для обработки резанием (точением) заготовок из металлов, древесины и других материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют черновое и чистовое точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание резьбы, подрезку и обработку торцов, сверление, зенкерование и развёртывание отверстий и т. д. Заготовка получает вращение от шпинделя, резец — режущий инструмент — перемещается вместе с салазками суппорта от ходового вала или ходового винта, получающих вращение от механизма подачи.
Значительную долю станочного парка составляют станки токарной группы. Она включает, согласно классификации Экспериментального НИИ металлорежущих станков, девять типов станков, отличающихся по назначению, конструктивной компоновке, степени автоматизации и другим признакам.
Применение на станках дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий и других видов обработки) значительно расширяет технологические возможности оборудования.
Токарные станки, полуавтоматы и автоматы, в зависимости от расположения шпинделя, несущего приспособление для установки заготовки обрабатываемой детали, делятся на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные предназначены в основном для обработки деталей значительной массы, большого диаметра и относительно небольшой длины.
Самые распространённые токарные станки в советское время — 1К62 и 16К20.
Содержание
История создания [ править | править код ]
Токарный станок — древний инструмент. Самое раннее свидетельство о токарном станке восходит к Древнему Египту около 1300 года до нашей эры [1] . Есть также незначительные доказательства его существования в микенской цивилизации, начиная с 13-го или 14-го века до нашей эры [2] .
Четкие свидетельства изготовленных на станке артефактов были обнаружены в 6 веке до нашей эры: фрагменты деревянной чаши в этрусской гробнице в Северной Италии, а также две плоские деревянные тарелки с декоративными изготовленными на станке ободами в современной Турции [3] .
В период враждующих государств в Китае, около 400 г. до н. э., древние китайцы использовали токарные станки для заточки инструментов и оружия в промышленных масштабах [4] .
Первая известная картина, на которой изображен токарный станок, датируется 3 веком до нашей эры в Древнем Египте [5] .
Токарный станок был очень важен для промышленной революции. Он известно как «мать станков», поскольку это был первый станок, который привел к изобретению других станков [6] .
В 1717 году «придворный токарь Его Величества Император Петра Великого» Андрей Константинович Нартов впервые изобрёл токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колёс [7] . В токарных станках той эпохи резец зажимался в особом держателе, который перемещали вручную, прижимая к обрабатываемому предмету. Качество зависело только от точности рук мастера, тем более, что в то время токарные станки уже применялись для обработки металлических, а не деревянных изделий. Нарезать резьбу на болты, наносить сложные узоры на обрабатываемый предмет, изготовить зубчатые колеса с мелкими зубчиками мог только очень искусный мастер. В своем станке Нартов не просто закрепил резец, но и применил следующую схему: копировальный палец и суппорт приводились в движение одним ходовым винтом, но с разным шагом нарезки под резцом и под копиром. Таким образом было обеспечено автоматическое перемещение суппорта вдоль оси обрабатываемой заготовки. Станок позволял вытачивать сложнейшие рисунки почти на любых поверхностях. Как это ни парадоксально, невзирая на все дальнейшие усовершенствования придуманного Нартовым механизированного суппорта, принцип его действия остался таким же и в наше время [8] . Первые токарные станки Нартова хранятся в коллекции Эрмитажа, как шедевры инженерного искусства XVIII в [9] .
Первый полностью задокументированный токарный цельнометаллический токарный станок был изобретен Жаком де Вокансоном около 1751 года. Он был описан в «Энциклопедии».
Важным ранним токарным станком в Великобритании был горизонтальный сверлильный станок, который был установлен в 1772 году в Королевском Арсенале [en] в Вулвиче. Он работал на лошадиной тяге и позволял производить гораздо более точные и мощные пушки, которые с успехом использовались в американской войне за независимость в конце 18-го века. Одной из ключевых характеристик этого станка было то, что заготовка вращалась в противоположность инструменту, что делало её технически токарным станком. Генри Модслей, который позже много совершенствовал токарные станки, работал в Королевском Арсенале с 1783 года [10] . Подробное описание токарного станка Вокансона было опубликовано за десятилетия до того, как Модслей усовершенствовал свою версию. Вполне вероятно, что Модсли не знал о работе Вокансона, поскольку в его первых версиях упора для скольжения было много ошибок, которых не было в токарном станке Вокансона.
Во время промышленной революции механизированная энергия, генерируемая водяными колесами или паровыми двигателями, передавалась на токарный станок посредством линейного вала, что позволяло быстрее и легче работать. Металлообрабатывающие токарные станки превратились в более тяжелые станки с более толстыми и жесткими деталями. Между концом 19 и серединой 20 веков отдельные электродвигатели на каждом токарном станке заменили линейный вал в качестве источника энергии. Начиная с 1950-х годов сервомеханизмы применялись для управления токарными станками и другими станками с помощью числового управления, которое часто сочеталось с компьютерами для создания числового программного управления (ЧПУ). Сегодня в обрабатывающей промышленности сосуществуют токарные станки с ручным управлением и ЧПУ.
Виды токарных станков [ править | править код ]
Доступны различные формы токарных станков в разных форматах и спецификациях. Есть деревообрабатывающие токарные станки, металлообрабатывающие станки и машины, используемые для декоративного точения, обработка стекла и алмазная обработка. Существуют легкие токарные станки, которые полезны для мягких работ, например, в мини-инструментальных комнатах или для практических применений или демонстраций. Существуют мощные токарные станки, используемые для массового производства на электростанциях, сталелитейных и бумажных фабриках, судостроительной и автомобильной промышленности, горнодобывающей промышленности, текстильной промышленности.
Токарные станки предназначены главным образом для обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей деталей типа тел вращения с помощью разнообразных резцов, сверл, зенкеров, разверток, метчиков и плашек.
Применение дополнительных специальных устройств (для шлифования, фрезерования, сверления радиальных отверстий) значительно расширяет технологические возможности станков данной группы.
Токарные станки могут иметь горизонтальную или вертикальную компоновку в зависимости от расположения шпинделя.
Основные параметры токарных станков — наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над станиной, и наибольшее расстояние между центрами. Важным параметром станка является также наибольший диаметр заготовки, обрабатываемой над поперечными салазками суппорта.
Токарные станки отечественного производства имеют цифровое обозначение моделей. Первая цифра 1 в обозначении модели показывает, что станок относится к токарной группе. Вторая цифра указывает на типы станков в группе: 1 — одношпиндельные автоматы и полуавтоматы, 2 — многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, 3 — револьверные станки, 4 — сверлильно-отрезные, 5 — карусельные станки, 6 — токарно-винторезные станки, токарные и лоботокарные, 7 — многорезцовые, 8 — специализированные станки, 9 — разные токарные станки.
Две последние цифры определяют важнейшие технические параметры станка: высоту центров над станиной для токарно-винторезного станка, наибольший диаметр обрабатываемого прутка для токарно-револьверного и т.д. Наличие буквы после цифры указывает на модернизацию станка, т.е. на обновление конструкции. Буква (Н, П, В, А, С) в конце цифрового обозначения модели означают точность станка. Например, в обозначении токарно-винторезного станка 16К20П цифра 1 означает группу токарных станков, цифра 6 — тип станка (следовательно, к этому типу относится токарно-винторезный станок), буква К — модернизацию станка, цифра 20 — высота центров (см), буква П указывает, что станок повышенной точности.
Впервые серийный выпуск токарно-винторезных станков в нашей стране был налажен в 1929 году на Московском заводе “Красный пролетарий”. Это был ТН-20, тихоходный, маломощный станок со ступенчато-шкивным приводом для обработки деталей до 400 мм.
В 1932 году на смену пришёл ДИП-200, а с 1954г. начат выпуск станков модели 1К62 и его быстроходного исполнения 1М620. Сейчас они модернизированы. Характерными размерами токарных станков является максимальный диаметр обработки над станиной, который колеблется от 100 до 6300 мм и максимальная длина обработки (от 125 до 20000 мм).
Кинематическая структура токарных станков содержит кинематические цепи привода вращения шпинделя и привода продольной и поперечной подачи.
Реверсирование шпинделя выполняется электродвигателем, а включение и реверсирование подач – механизмами, расположенными в фартуке. токарный станок револьверный одношпиндельный
Перемещение поворотных салазок, используемое для точения конусов и пиноли задней бабки – ручное, только в крупных станках эти движения механизированы.
При токарно-винторезном использовании станка добавляется винторезная формообразующая кинематическая цепь, связывающая вращение шпинделя с продольной подачей от ходового винта. Подача при этом включается разъёмной гайкой МГ.
Реверсирование шпинделя вместе с винторезной цепью в этом случае в большинстве станков передаётся от электродвигателя специальному реверсивному механизму с фрикционными муфтами, т.к. при нарезании резьбы реверсирование требуется частое.
В современных токарных станках имеется приводная цепь быстрых перемещений, сопрягаемая с цепью рабочих подач обгонной муфтой.
1 – станина; 2 – передняя бабка с коробкой скоростей; 3 – задняя бабка; 4 – фартук; 5 – коробка подач; 6 – суппорт. У него N = 10 кВт; z = 23; n = 12,5-2000 об/мин
Токарно-винторезный станок модели 1К62, например, предназначен для обработки деталей с диаметром над станиной до 400 мм и длиной до 710, 1400 и 3000 мм.
Станок мод. 1К620 является быстроходным вариантом станка мод. 1К62 с бесступенчатым регулированием частот вращения. Вместо первых двух групповых передач привода шпинделя в этом станке поставлен механический бесступенчатый вариатор с раздвижными коническими шкивами и широким клиновидным ремнём . Его диапазон регулирования Дб = 4. Четыре ступени переборной группы включая прямую передачу на шпиндель, расширяют диапазон регулирования, обеспечивая n = 12,5 … 3000 об/мин.
Управление вариатором выполняется включением электродвигателя ДУ с N=0,5 кВт, вращающего барабанный кулачок К раздвижения шкивов. От ведомого вала вариатора получает вращение таходинамо Тд , скорость вращения которого регистрируется стрелкой вольтметра В. Она показывает по четырём шкалам, соответствующим четырём механическим ступеням фактическую частоту вращения шпинделя. В станке 1К620 механизирована подача верхней поворотной части суппорта для обеспечения точения конусов. Всё остальное унифицировано со станка 1К62.
Лоботокарные станки предназначены для токарной обработки тяжёлых деталей большого диаметра, но небольшой длины. Передняя бабка лоботокарных станков монтируется на одной станине с суппортом, а у более крупных станков – на отдельном фундаменте. Заготовка крепится на планшайбе или в четырёх кулачковом патроне.
Недостатки: 1) Не удобство установки и выверки тяжёлых заготовок на вертикальной плоскости планшайбы; 2) Неблагоприятные условия работы подшипников короткого, тяжело нагруженного шпинделя. (Поэтому эти станки вытесняются карусельными.)
Преимущества: Они проще, дешевле карусельных станков и применяются в индивидуальном и мелкосерийном производстве на обдирке и при обработке не очень точных деталей.
Специализированные токарные станки. Наибольшее распространение получили следующие специализированные токарные станки: 1. Многорезцовые 2. Вальцетокарные 3. Для обработки коленчатых валов 4. Слиткообдирочные 5. Колесотокарные и осетокарные для ж/д транспорта. 6. Трубо- и муфтообрабатывающие 7. Бесцентровообдирочные 8. Резьбообрабатывающие 9. Токарно-затыловочные
Вальцетокарные станки предназначены для обработки прокатных валов с диаметром до 2 м и длинной до 8 м. Они выполняются очень жёсткими, т.к. служат для обработки как гладких, так и ручьевых сырых и закалённых валов не только продольной или криволинейной подачей по периметру ручьёв, но и поперечным врезанием очень широкого (до 250 мм) фасонного быстрорежущего резца.
Слиткообдирочные станки – для обдирки некрупных четырёх или многогранных слитков, перед их поступлением в прокатку. Они имеют возвратно-поступательное движение резца и его качение вокруг режущей точки для сохранения нормальных углов резания.
Станки для токарной обработки коленчатых валов бывают нескольких видов:а) для обработки средних коренных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних коренных шеек; б) для обработки в центрах обоих крайних коренных шеек, с приводом от средней обработанной коренной шейки через разъёмную шестерню; в) для обработки шатунных шеек и их щёк, с приводом от обоих крайних шеек, смещённых от оси вращения на величину их эксцентриситета; г) для одновременной обработки всех шатунных шеек и их щёк. В этом случае коленчатый вал вращается вокруг оси коренных шеек, а суппорты вращения синхронно с ним, но вокруг оси, смещённой на величину эксцентриситета шатунных шеек. Резцы при этом остаются горизонтальными. Для обработки тяжёлых коленчатых валов применяют станки, на которых заготовки закрепляют неподвижно в люнетах, а вращение, движение подач и установочные движения сообщаются охватывающим резцовым головкам. Обработка ведётся последовательно всех шеек.
Трубо- и муфтообрабатывающие станки – обрабатывают концы труб и муфт и нарезают на них соединительную коническую резьбу.
Безцентровообдирочные валотокарные станки предназначены для обработки длинных валов и обдирки прутков для последующей их обработки на револьверных станках и токарных автоматах. Обработка не вращающегося вала ведётся двумя вращающимися резцовыми головками – обдирочной и чистовой. Подача прутка выполняется роликами. Концы обрабатываемого вала поддерживаются тележками.