Все о токарно-винторезных станках

Знать все о токарно-винторезных станках вполне полезно для организации домашней мастерской или небольшого предприятия. Необходимо разбираться с особенностями устройства, с основными узлами и назначением станков с ЧПУ и без него. Помимо того, что это такое в целом, придется изучить настольные универсальные модели и другие варианты, особенности работы с ними.

Любой токарно-винторезный станок предназначен для обработки стальных, чугунных и иных заготовок. Эта процедура специалистами именуется резанием. Такие устройства позволяют растачивать и обтачивать детали. Они успешно формируют нарезы и отрабатывают торцы. Также назначение токарно-винторезного станка включает:

• сверление;
• зенкерование;
• развертывание проемов и проходов;
• выполнение целого ряда других манипуляций.

Общий принцип работы устройства крайне прост. Обрабатываемую заготовку зажимают горизонтально. Она начинает крутиться в заданный момент. При этом движении резец убирает ненужный материал. Но кажущаяся простота описания не позволяет игнорировать довольно большую сложность исполнения.

Токарно-винторезный станок может уверенно работать только в том случае, если он собран очень тщательно из хорошо стыкуемых элементов. Основными узлами в схеме такого аппарата оказываются:

• суппорт;
• упорная бабка;
• станина;
• шпиндельная бабка;
• электрическая часть;
• ходовой вал;
• шестеренные гитары;
• коробка, отвечающая за подачу;
• ходовой винт.

Несмотря на довольно выверенное строение на основе типовых деталей, конкретные станки могут сильно отличаться. От точности зависит очень многое в процессе эксплуатации. Шпиндельная (она же фронтальная) бабка предотвращает передвижение обрабатываемой заготовки. Она же транслирует вращательный импульс от электропривода. Именно во внутренней части скрывается шпиндельный узел — почему, собственно, она так и названа.

Упорная, она же задняя, бабка позволяет зафиксировать заготовку. Роль суппорта — перемещение держателя резца (вместе с самим рабочим резцом) в продольной и поперечной плоскостях относительно станочной оси. Суппортный блок всегда крупнее остальных деталей. Держатель режущего приспособления подбирается с учетом категории аппарата.

Такие коробки могут встраиваться в корпуса шпиндельных бабок либо находиться в обособленных частях корпуса. Корректировка темпа выполняется по ступеням либо в непрерывном режиме, что предопределяется нюансами конструкции. Главным действующим звеном коробки выступают шестерни. Также в ее состав входит клиноременная передача и электромотор с реверсом. Дополнительно стоит упомянуть муфту и рукоятку для изменения скорости.

Исключительно значимым элементом можно считать шпиндель. Это деталь с конфигурацией технического вала, имеющая конусообразный канал для удержания деталей. Она непременно прочна и долговечна, потому ее делают из отборной разновидности стального сплава. Традиционалистский подход подразумевает применение в конструктивной схеме шпиндельного элемента особо точных подшипников качения. Конусная полость на торце нужна, чтобы ставить пруток, обеспечивающий иногда выбивку центральной части.

Станину токарно-винторезного станка получают путем отливки из чугуна. Для проработки нарезов по мере надобности используют разметочный инструмент, плашки, режущие и прочие приспособления. Блоки управления содержат разнообразные клавиши и рукояти, в том числе позволяющие регулировать суппорт. Модели с ЧПУ сложнее классических, но зато они могут выполнять недостижимые для тех манипуляции и действовать в ряде случаев без помощи оператора. Стоит подчеркнуть и роль фартука — внутри него находятся механизмы, преобразующие вращение винтового узла и технического вала в поступательный ход суппортного аппарата.

Токарно-винтовой станок может использоваться в локальных частных предприятиях, для домашних нужд. Такие модели обычно сравнительно легки. Большие и тяжеловесные аппараты рассчитаны в основном на промышленное производство. Легкими считаются приспособления не тяжелее 500 кг.

Важную роль в индустрии играет средняя по размеру техника. Она весит до 15000 кг. Самые крупные промышленные образцы весят от 15 до 400 тонн. В этом случае высокий уровень точности обычно не встречается, потому что допуски уже не так существенны.

В основном легкие станки взаимодействуют с деталями не более 50 см в поперечнике. На аппаратуре среднего разряда можно обрабатывать заготовки длиной до 125 см. Наибольшая длина деталей предопределена тем, каков промежуток между центральными точками станка. При одинаковом сечении машины умеют проработать как длинные, так и сравнительно короткие конструкции. Разброс по наибольшему диаметру деталей особенно велик — от 10 до 400 см, потому универсальных станков, работающих с заготовками любого сечения, не существует.

Важным пунктом в классификации токарно-винторезного оборудования является его техническая продуктивность. Принято выделять аппараты для:

• мелкосерийного выпуска;

• серий среднего масштаба;

• крупносерийного конвейерного производства.

Марки токарно-винторезных станков довольно разнообразны. Их выпускают во многих странах. Более того, часть оборудования активно используется еще с периода СССР и не потеряла пока что своей актуальности. При знакомстве с описанием техники важно выяснить, рассчитана ли она на настольный или на напольный монтаж, каковы особенности установки вообще. Что касается станков с ЧПУ, то это практически безальтернативное решение — даже для домашнего использования «чисто ручную» технику используют крайне редко.

Начать обзор уместно с «Калибр СТМН-550/350». Хотя такой аппарат легок, в его компактном корпусе таятся достаточно серьезные возможности. Собрав и настроив его сообразно инструкции, можно гарантировать точность работы. Технический сервис требуется после каждых 50 часов эксплуатации. Ключевые характеристики:

• дистанция между центрами 35 см;
• сечение заготовки над станиной до 18 см;
• общая масса 40 кг;
• количество оборотов — 2500 за минуту;
• резиновые ножки в базовом комплекте;
• рукояти из пластика;
• конус Морзе №2.

Для простых работ по металлу можно применять и станок Кратон MML 01. Это устройство отличается повышенной ремонтопригодностью. Проблемой является использование пластмассовых шестерен. Заменив их на чугунные, можно не опасаться последствий неаккуратного использования. Между центрами будет дистанция 30 см, а масса устройства — 38 кг; оно развивает от 50 до 2500 оборотов за 60 секунд.

Кроме металла, изделие Кратон подойдет для пластмассы и дерева. Конструкторы предусмотрели подсветку. Набор сменных шестерен позволяет нарезать метрическую резьбу. Благодаря поворотному суппорту доступна коническая заточка деталей.

Альтернативой можно считать «Корвет 402». Это приличный легкий токарно-винторезный станок с особенно качественными компонентами. Однофазный мотор имеет мощность 750 Вт. Разрыв между центрами составляет 50 см. Сечение заготовки над станиной составляет 22 см, а масса устройства равна 105 кг; оно может развивать от 100 до 1800 витков за минуту в 6 разных скоростных режимах.

Особенности:

• электромотор выполнен по асинхронной схеме;
• предусмотрен реверс кручения шпинделя;
• благодаря магнитному пускателю самопроизвольное включение после обесточивания исключено;
• устройство укомплектовано поддоном;
• конус шпинделя выполнен по схеме Морзе-3;
• за 1 проход можно проточить до 0,03 см;
• ходы поперечного и поворотного суппортов — 11 и 5,5 см соответственно;
• радиальное биение шпинделя 0,001 см.

Proma SKF-800 может также считаться приличным решением для организации мастерской в домашних условиях. Модель рассчитана на работу с весьма крупными деталями. Пара трехфазных моторов позволяет обеспечить мощный крутящий момент. Основные параметры:

• длина обточки 75 см;
• диаметр заготовки выше станины — 42 см;
• общая масса 230 кг;
• шпиндель со сквозным отверстием сечением 2,8 см;
• дюймовая резьба от 4 до 120 ниток;
• получение метрической резьбы от 0,02 до 0,6 см;
• ход пиноли — 7 см;
• потребление тока — 0,55 кВт;
• рабочее напряжение — 400 В.

Стоит присмотреться и к MetalMaster X32100. Это токарно-винторезный станок универсального назначения с цифровой индикацией. Предусмотрен и индикатор резьбы. Устройство хорошо работает с черными и цветными сплавами. Вылет пиноли — на 10 см, предусмотрено 18 рабочих скоростей.

Прочие параметры:

• поперечные салазки ходят на 13 см;
• насос для СОЖ потребляет 0,04 кВт и работает от бытовой сети;
• сам станок работает при напряжении 380 В и расходует 1,5 кВт тока;
• масса нетто составляет 620 кг;
• предусмотрена автоматическая подача в продольной и поперечной плоскости.

В промышленном производстве заслуживает внимания Stalex GH-1430B. У этого станка дистанция между центрами составляет 75 см. Весит он 510 кг и способен развить скорость от 70 до 2000 оборотов. В базовую поставку входит пара люнетов и пара невращающихся центров.

Завершить обзор уместно на модели Jet GH-2040 ZH DRO RFS. Этот аппарат оснащен мотором мощностью 12 кВт. Сквозное отверстие в шпинделе — 8 см. Кручение поддерживается с очень разными скоростями (24 позиции от 9 до 1600 оборотов за минуту). Сам изготовитель подчеркивает соответствие особым требованиям по точности и скорости обработки материалов.

В подавляющем большинстве случаев выбор для домашней мастерской делают в пользу универсальных моделей. Они не отличаются высокими техническими характеристиками, однако зато просты по конструкции и могут несерийно обработать 1 — 2 детали. Любые манипуляции делаются вручную. Качество обработки и ее точность окажутся не слишком высоки.

Стоит учитывать, что все чаще под названием «универсальный станок» продают простую технику с ЧПУ и прямым исполнением станины. Они позволяют применить управляющие программы. Системы с ЧПУ активно вытесняют старые универсальные модели. Но и среди устаревших образцов есть свое деление. Так, копировальные автоматы и полуавтоматы способны справиться с деталями сложной формы; современные образцы такого рода имеют систему управления.

Чем больше резцов, тем производительнее аппарат. Токарная многорезцовая техника с ЧПУ подходит для специфических операций. В основном ее используют для производственных линий разного масштаба. В любом случае следует обращать внимание на:

• размеры обрабатываемых деталей;
• уровень точности;
• допуски при обработке;
• виды обрабатываемых металлов;
• высоту рабочих центров
• диаметр патрона;
• вид станины (прямая или наклонная);
• вид патрона;
• комплектацию;
• отзывы о модели.

При использовании ряда современных смазочно-охладительных жидкостей обязательно важна защита от них. Ее предусматривает любой ответственный изготовитель. Винторезные станки подбирают с учетом количества рабочих манипуляций и их типа. Нельзя забывать про длину и диаметр обрабатываемых деталей. Чем прочнее станина станка, тем он надежнее; однако и слишком тяжелый аппарат использовать дома не стоит. Сварочное соединение предпочтительнее, чем крепление болтами.

Дополнительно обращают внимание на:

• способы подключения;
• параметры электропитания;
• уровень люфта (или его отсутствие);

Часто токарно-винторезный станок используется для обработки наружных цилиндрических поверхностей. Подобные работы проводят проходными резцами. Заготовку крепят с расчетом на достаточно большой вылет. Считается, что вылета на 7 — 12 мм свыше длины детали хватает, чтобы обработать торцы и отрезать деталь. То, насколько быстро должен вращаться шпиндель, насколько глубоко придется резать заготовку, прописывается в технологической карте.

Глубину прореза регулируют при помощи лимба поперечной подачи. После обточки во многих случаях подрезают торец заготовки разнообразными резцами. Вести проходной или подрезной резец надо вплоть до касания торца. Потом его отводят и передвигают каретку на несколько миллиметров влево. Двигая инструмент поперечно, убирают с торца слой металла.

На некрупных уступах обтачивать и подрезать металл можно одним упорным резцом. Наружные канавки делают при помощи прорезных резцов. Работать в этот момент надо в 4 — 5 раз медленнее, чем при подрезке торцов. Резец ведут аккуратно, не прилагая большого усилия, обязательно в поперечной плоскости. Задать глубину канавки помогает поперечный лимб.

Отрезают заготовки по тому же методу, что и при прорезке канавок. Работа завершается, как только толщина перемычки уменьшится до 2 — 3 мм. Далее, отключив станок, отламывают освобожденную от резца деталь.

Правильная наладка и настройка производится с учетом нюансов технологического процесса. Когда станок настроили, обрабатывают 2 или 3 детали. По ним проверяют, насколько соблюдаются заданные по чертежу параметры. При несовпадении проводят повторную наладку. Важной составляющей процесса наладки является определение особенностей установки и крепления заготовок в станках.

Если вершины центров не совпали, соосность обеспечивают, сдвигая заднюю бабку. Далее ставят поводковый патрон. Потом подбирают и ставят резец точно по высоте оси. Подкладки должны иметь параллельные поверхности с приличным качеством обработки.

Размещение вершины резца по высоте центров проверяется специально. Для проверки резец подводят к заблаговременно проверенному по высоте центру. Сам центр должен быть установлен в пиноли задней бабки. Выступающий участок должен быть покороче — максимум 1,5 высоты стержня. Слишком значительный вылет резца провоцирует вибрацию и не позволяет работать качественно; резец должен быть основательно зафиксирован в резцедержателе, при помощи как минимум пары хорошо затягиваемых болтов.

Круглые заготовки нужно крепить в трехкулачковый патрон с самостоятельным центрированием. Но если длина детали более чем в 4 раза превосходит диаметр, нужно брать патрон с поджим центром либо использовать обрабатывающие станки с поводковым патроном. Короткие некруглые заготовки монтируют с помощью планшайбы либо четырехкулачкового патрона. Прутки и другие длинные детали малого диаметра пропускают через сквозные каналы в шпинделе. При наладке режима резания уделяют основное внимание скорости главного перемещения и глубине прореза; также потребуется отрегулировать подачу.

При подключении даже самого простого станка придется использовать аппараты для защиты электрооборудования. Схему подбирают с учетом базовых инженерных моментов. Самостоятельная эксплуатация токарно-винторезного станка допускается только в возрасте от 17 лет. Перед допуском понадобится пройти инструктаж по охране труда. Дополнительно следует пройти проверку на наличие противопоказаний; в ходе самой работы режим труда и отдыха, график перерывов должны соблюдаться неукоснительно.

Работать на токарно-винторезном станке нужно в хлопчатобумажном костюме или полукомбинезоне. Дополнительно потребуются ботинки из юфти и специальные очки. Даже самые осторожные и аккуратные работники должны держать наготове аптечку для борьбы с последствиями травм. В мастерских следует держать первичные средства пожаротушения.

Рабочее место полагается содержать в чистоте. Строго запрещено:

• включать станок при обрыве заземления, при неисправности барьеров и блокировок;
• входить в пределы, очерченные ограждением;
• снимать это ограждение (кроме ремонта компетентными службами);
• приступать к работе без проверки исправности станка;
• использовать неотрегулированное освещение рабочей зоны;
• запускать станок без смазки;
• работать без головного убора;
• касаться движущихся частей в ходе работы;
• опираться на станок (это касается не только работающих);
• продолжать работу при возникновении вибрации;
• допускать намотку стружки на заготовки или резцы.

Всю получающуюся стружку надо направлять строго от себя. Даже при самом кратком перерыве в работе станок следует остановить и обесточить. Отключение от сети потребуется и при сбоях в подаче тока. В обесточенном состоянии станок убирают, чистят и смазывают. Точно так же отключение производится перед подтягиванием любого крепежа.

Не допускается работа на токарно-винторезном оборудовании в перчатках либо рукавицах. Если пальцы забинтованы, придется использовать резиновые напальчники. Обрабатываемые заготовки нельзя обдувать сжатым воздухом. Торможение частей оборудования руками не допускается. Также нельзя замерять что-либо по ходу станка, проверять чистоту, шлифовать детали.

При полном завершении работы станки и электромоторы отключают, рабочие места приводят в порядок. Все заготовки и используемые инструменты складывают на определенные места. Смазка трущихся деталей производится с той периодичностью, которая прописана в инструкции. Обо всех неполадках сообщают руководству немедленно, в крайнем случае — после окончания смены. В остальном достаточно соблюдать указания технического паспорта и рекомендации изготовителя.