Токарные станки

Токарно-копировальные станки для изготовления художественных изделий, судя по дошедшим до нас образцам продукции, уже в XVII в. достигли большой сложности. В XVIII в. они были значительно усовершенствованы. Ими почти не пользовались токари-ремесленники. Собственниками их были иногда «мастера токарного художества», но чаще всего этими шедеврами станкостроения владели богатые и знатные любители. В их мастерских, или «лабораториях», работали «художники» токарного искусства, которые подготовляли работу для хозяев, помогали им во время ее исполнения, обучали их различным приемам и тонкостям токарного дела. Вместе с тем эти же «художники» токарного искусства работали и над. дальнейшим усовершенствованием конструкции станков.

Токарные станки с ЧПУ предназначены для наружной и внутренней обработки сложных заготовок деталей типа тел вращения. Они составляют самую значительную группу по номенклатуре в парке станков с ЧПУ. На токарных станках с ЧПУ выполняют традиционный комплекс технологических операций: точение, отрезку, сверление, нарезание резьбы и др.

При работе с высокими скоростями резания особое внимание должно быть уделено правильному и надежному закреплению заготовок. Точность при чистовых видах точения может достигать 7...8-го квалитета, а шероховатость обработанной поверхности — 1,6...3,2 мкм.

Станок с ножным приводом освободил руку токаря, двигающую лучок, но холостое вращение заготовки и связанный с этим отвод и подвод резца остались. Сохранилась также вредная для качества работы и производительности квалифицированного труда токаря затрата тяжелого физического неквалифицированного труда на приведение станка в движение. Кроме того, прерывистость и неплавность движения привода с очепом отражались на качестве изделий. Поэтому следующим после ножного привода крупнейшим преобразованием в конструкции токарного станка явилось отделение привода от станка. Это было сделано на станках, предназначенных для выполнения массовых или сложных работ. Отделение привода можно впервые увидеть на токарном станке, предназначенном для очистки и отделки литой из олова посуды.

Производительность и точность станка, обусловленные его конструкцией и изготовлением, в значительной степени зависят от ухода за ним. Поэтому токарь обязан систематически очищать станок от стружек, пыли и пр. и регулярно смазывать его. Очистку станка необходимо производить, по крайней мере, один раз в смену. Тряпкой или лучше концами, смоченными в керосине, смывают со станка грязь и засохшее масло. Если на станке обрабатывались чугунные детали, нужно щеткой всюду смести стружку. После очистки все обработанные поверхности станка следует слегка смазать маслом, чтобы защитить их от ржавления.

Отделочная обработка на токарных станках производится в основном в тех случаях, когда необходимо уменьшить шероховатость обработанной поверхности при невысоких требованиях к точности. Это достигается тонкой пластической деформацией поверхности детали, в результате сглаживаются гребешки микронеровностей и образуется наклепанный слой металла глубиной до 0,02 мм, который обеспечивает повышение твердости поверхности детали примерно на 30 %. Тонкая пластическая деформация поверхностного слоя металла может быть получена обкатыванием вращающимися роликами или шариками, а также выглаживанием инструментом из твердых или сверхтвердых материалов. Для достижения высокой точности размеров детали и снижения шероховатости поверхности применяется метод притирки (доводки).

При углублении резца в поверхность заготовки вдоль винтовой линии образуется винтовая поверхность, форма которой соответствует форме вершины резца. Резьба — это винтовая поверхность, образованная на телах вращения и применяемая для соединения, уплотнения или обеспечения заданных перемещений деталей машин и механизмов. Резьбы подразделяются на цилиндрические и конические.

Поверхности деталей (как наружные, так и внутренние) относят к фасонным, если они образованы криволинейной образующей, комбинацией прямолинейных образующих, расположенных под различными углами к оси детали, или комбинацией криволинейных и прямолинейных образующих.

При обработке валов часто встречаются переходы между поверхностями, имеющие коническую форму. Если длина конуса не превышает 50 мм, то его обработку можно производить врезанием широким резцом. Угол наклона режущей кромки резца в плане должен соответствовать углу наклона конуса на обработанной детали. Резцу сообщают поперечное движение подачи.

На токарных станках обработка цилиндрических отверстий производится сверлами, зенкерами, развертками и расточными оправками с закрепленными в них резцами. Главное движение резания при сверлении — вращательное, оно выполняется заготовкой; движение подачи — поступательное, выполняется инструментом. Перед началом работы проверяют совмещение вершин переднего и заднего центров токарного станка. Заготовку устанавливают в патрон и проверяют, чтобы ее биение (эксцентричность) относительно оси вращения не превышало припуска, снимаемого при наружном обтачивании.

Особенности обработки твердосплавными резцами. Для наружного продольного чернового и чистового точения применяют проходные резцы. В настоящее время конструкция резцов с напаянными твердосплавными пластинами устарела. За рубежом около 80 % применяемых проходных твердосплавных резцов имеют сборную конструкцию, у нас в стране — только 20 %.

Токарная обработка является наиболее распространенным методом обработки резанием и применяется при изготовлении осе-симметричных деталей типа тел вращения (валов, дисков, осей, пальцев, цапф, фланцев, колец, втулок, гаек, муфт и др.). Основные виды токарных работ показаны на рис. 4.6.

Комплект технологической оснастки и комплект предметов ухода за станком и рабочим местом постоянного пользования устанавливаются в зависимости от характера выполняемых работ, типа станка и типа производства. Наибольшим количеством такой оснастки располагают токари, работающие в условиях единичного и мелкосерийного производства, и значительно меньшим — токари, работающие в условиях серийного и крупносерийного производств.

Подавляющее большинство современных токарно-винторезных станков средних размеров в качестве привода главного движения имеет одно-, реже многоскоростной асинхронный электродвигатель трехфазного тока в сочетании со ступенчатой механической коробкой скоростей.

Прежде чем приступить к наладке токарного станка, необходимо осуществить его подготовку к работе в соответствии с инструкцией. Перед началом работы токарь должен убедиться в том, что станок выполняет все команды и перемещения салазок суппорта (вручную и автоматически) осуществляются плавно, без скачков, рывков и заеданий.

Потребность в изготовлении значительного количества более сложных изделий заставила искать способы улучшения конструкции примитивного токарного станка с ручным лучковым приводом. Прежде всего требовалось освободить для работы над изделием обе руки токаря.

Токарный станок в простейшем виде был известен уже древним народам. До нас дошло некоторое количество деревянных точеных украшений и ножек саркофагов, изготовленных древними греками, однако определенных данных о конструкции их токарных станков не имеется.

Круглые отверстия в камнях начали делать еще в эпоху палеолита. Практика обнаружила значение повышения скорости вращения орудия для повышения производительности труда. Переход от вращения орудия одной рукой к вращению его между ладонями обеих рук дал повышение производительности в два—три раза.

Токарно-винторезные станки являются наиболее универсальными станками токарной группы. Они служат для обработки разнообразных деталей, ограниченных поверхностями вращения, для нарезания резьб и используются главным образом в условиях единичного (индивидуального) и мелкосерийного производства и на ремонтных работах.

Значительную долю в парке металлорежущего оборудования составляет большая группа токарных станков. Она включает девять типов станков, различающихся по назначению, области применения, технологическим возможностям, конструктивной компоновке, степени автоматизации и некоторым другим признакам. Внутри каждого типа станки различаются по своим характерным размерам и конструкции.