В) кнопка фиксации шпинделя;

На главную

Глава IV

Устройство токарных станков

1. Основные узлы и механизмы токарного станка

Токарные станки были известны еще в глубокой древности. Станки того времени, как это видно из рис. 20, были весьма примитивны. Суппорт еще не был известен, поэтому резец приходилось удерживать во время работы руками, а вращение обрабатываемой детали также сообщалось вручную при помощи веревки. Ясно, что работа на таком станке требовала большой затраты физической силы и не могла быть производительной.

В 1712 г. впервые в мире русским механиком Андреем Константиновичем Нартовым был создан токарный станок с суппортом, приводившимся в движение механически.

Изобретение А. К. Нартовым суппорта освободило руки токаря от необходимости держать резец во время обтачивания детали и ознаменовало собой начало новой эпохи в развитии не только токарных, но и других металлорежущих станков.

А. Нартов изготовил свой токарный станок с суппортом на 70 лет раньше англичанина Модсли, которому на Западе неверно приписывается изобретение суппорта, и на 70 лет опередил Западную Европу и Америку.

После Нартова особенно широко изготовление токарных станков было развито на Тульском и других оружейных заводах. Один из таких станков изображен на рис. 21. Суппорты 2 этих станков перемещались механически с помощью зубчатых колес 1 и винта 3 с гайкой.

Токарный станок, изображенный на рис. 22, изготовленный в середине прошлого столетия, по своей конструкции ближе подходит к современным станкам. Он имеет переднюю бабку со ступенчатым шкивом 1, позволяющим изменять числа оборотов обрабатываемых деталей. Перемещение суппорта 2 осуществляется при помощи ходового винта 3, гайки, установленной в фартуке, и сменных зубчатых колес 4.

Позднее на токарных станках со ступенчатошкивным приводом для изменения скорости перемещения суппорта стали применять коробки подач; помимо ходового винта, стали применять и ходовой вал. В начале XX в. с изобретением быстрорежущей стали появляются быстроходные мощные токарные станки, в которых изменение числа оборотов шпинделя осуществляется при помощи зубчатых передач, заключенных в коробке скоростей.

Таким образом, современные токарные станки имеют коробки скоростей для перемены числа оборотов обрабатываемой детали и коробку подач для изменения величины подачи.

На рис. 23 приведены названия основных узлов и деталей токарно-винторезного станка.

Станина является опорой для передней и задней бабок, а также служит для перемещения по ней суппорта и задней бабки.

Передняя бабка служит для поддержания обрабатываемой детали и передачи ей вращения.

Задняя бабка служит для поддержания другого конца обрабатываемой детали; используется также для установки сверла, развертки, метчика и других инструментов.

Суппорт предназначен для перемещения резца, закрепленного в резцедержателе, в продольном, поперечном и наклонном к оси станка направлениях.

Коробка подач предназначена для передачи вращения ходовому винту или ходовому валу, а также для изменения числа их оборотов. Ходовой винт используется для передачи движения от коробки подач к каретке суппорта только при нарезании резьбы, а ходовой вал — при выполнении всех основных токарных работ.

Фартук служит для преобразования вращательного движения ходового вала в продольное или поперечное движение суппорта.

2. Станина

Все узлы токарного станка монтируются на станине, стоящей на двух тумбах (ножках).

Станина (рис. 24) состоит из двух продольных стенок 2 и 8, соединенных для большей жесткости поперечными ребрами 1, и имеет четыре направляющие, три из которых призматические 3

и одна плоская 4. На левом конце станины 5 крепят переднюю бабку,-а на другом, на внутренней паре направляющих, устанавливают заднюю бабку. Заднюю бабку можно перемещать по направляющим вдоль станины и закреплять в требуемом положении. По двум крайним призматическим направляющим станины перемещается нижняя плита суппорта, называемая кареткой. Направляющие станины должны быть точно обработаны по рабочим плоскостям. Кроме того, направляющиe быть строго прямолинейными и взаимно параллельными, так как от этого зависит точность обработки деталей.

3. Передняя бабка

Передней бабкой называется часть токарного станка, служащая для поддержания обрабатываемой детали и приведения ее во вращение. В корпусе передней бабки в подшипниках скольжения или качения вращается шпиндель, который передает вращение обрабатываемой детали при помощи кулачкового или поводкового патрона, навертываемого на правый конец шпинделя с резьбой.

На наружной стенке корпуса передней бабки расположены рукоятки коробки скоростей (см. рис. 23), служащие для переключения числа оборотов шпинделя. Как надо повернуть эти рукоятки, чтобы получить нужное число оборотов шпинделя в минуту, указано на металлической табличке, прикрепленной на наружной стенке передней бабки.

Для предохранения зубчатых колес коробки скоростей от преждевременного износа переключение рукояток нужно производить только после выключения шпинделя, когда его скорость незначительна.

4. Шпиндель

Конструкция шпинделя. Шпиндель (рис. 25, а) является наиболее ответственной частью токарного станка. Он представляет собой стальной пустотелый вал 1, в коническое отверстие которого вставляют передний центр 5, а также различные оправки, приспособления и др. Сквозное отверстие 7 в шпинделе служит для пропускания прутка при выполнении прутковой работы, а также для выбивания переднего центра.

На переднем конце шпинделя нарезана точная резьба 4, на которую можно навернуть патрон или планшайбу, а за резьбой имеется шейка 6 с буртиком 3 для центрирования патрона; у станка 1А62, кроме того, имеется канавка 2 для предохранителей патрона, предотвращающих его самопроизвольное свертывание при быстром торможении шпинделя.

Шпиндель вращается в подшипниках передней бабки и передает вращение обрабатываемой детали. В токарных станках шпиндели обычно вращаются в подшипниках скольжения, но шпиндели скоростных станков вращаются в подшипниках качения (шариковых и роликовых), обладающих более высокой жесткостью по сравнению с подшипниками скольжения.

Одно из главных условий точной обработки деталей на токарных станках — это правильное вращение шпинделя. Необходимо, чтобы шпиндель под действием нагрузки не имел в подшипниках никакого люфта — ни в осевом, ни в радиальном направлениях — и вместе с тем равномерно, легко вращался. Наличие слабины между шпинделем и подшипниками вызывает биение шпинделя, а это в свою очередь приводит к неточности обработки, дрожанию резца и обрабатываемой детали. Устойчивость шпинделя обеспечивается применением нового типа массивных регулируемых подшипников качения.

Передний подшипник шпинделя. На рис. 25, в показано устройство переднего (правого) подшипника шпинделя токарного станка. Коническая шейка 8 шпинделя вращается в двухрядном роликовом подшипнике 9, получающем принудительную смазку от особого насоса, расположенного в коробке скоростей. Внутреннее коническое кольцо 10 роликоподшипника расточено по шейке шпинделя.

При регулировании подшипника ослабляют стопорный винт 11 и повертывают гайку 12, благодаря чему кольцо 10 перемещается вдоль оси. При этом в силу конусности шейки 8 зазор между нею и коническим кольцом изменяется. При повертывании гайки 12 вправо происходит затягивание подшипника, а при повертывании влево — его ослабление. Перемещение кольца 10 производят настолько, чтобы шпиндель с патроном можно было провернуть вручную. После регулирования затягивают стопорный винт 11, предохраняющий гайку 12 от отвертывания.

Задний подшипник шпинделя. Задний подшипник шпинделя нагружен значительно меньше переднего. Его главное назначение— воспринимать усилия, действующие на шпиндель в осевом направлении.

Задняя шейка шпинделя обычно вращается в коническом роликовом подшипнике 14 (рис. 25, б). Осевое усилие, действующее на шпиндель справа налево, воспринимается упорным шариковым подшипником 13, расположенным у задней опоры шпинделя. Если же осевое усилие направлено слева направо, стремясь как бы вытянуть шпиндель из коробки скоростей, то оно воспринимается коническим роликовым подшипником 14. Этот подшипник служит также опорой в поперечном направлении для заднего конца шпинделя. Регулируется он с помощью гайки 15 таким же образом, как и передний подшипник.

5. Задняя бабка

Задняя бабка служит для поддержания правого конца длинных деталей при обработке их в центрах. В ряде случаев она используется также для установки в ней сверл, разверток, метчиков и других инструментов.

Задняя бабка с обычным центром. Корпус 1 задней бабки (рис. 26, а) расположен на плите 9, лежащей на направляющих станины. В отверстии корпуса может продольно перемещаться пиноль 6 с закрепленной в ней гайкой 7. С переднего конца пиноль снабжена коническим отверстием, в которое вставляется центр 3, а иногда хвостовая часть сверла, зенкера или развертки. Перемещение пиноли 6 производится посредством маховичка 8, вращающего винт 5; винт при вращении перемещает гайку 7, а вместе с ней и пиноль. Рукоятка 4 служит для жесткого, закрепления пиноли в корпусе бабки. Посредством винтов 10 можно смещать корпус 1 относительно плиты 9 в поперечном направлении и тем самым смещать ось пиноли задней бабки относительно оси шпинделя. К этому прибегают иногда при точении пологих конусов.

Для обтачивания в центрах деталей разной длины плиту 9 перемещают вместе с корпусом задней бабки вдоль станины и закрепляют в нужном положении. Закрепление бабки на станине производится зажимными болтами или с помощью эксцентрикового зажима и скобы 11. Рукояткой 2 поворачивают эксцентриковый валик и отпускают или затягивают скобу 11. Отпустив скобу, передвигают заднюю бабку и, установив ее в нужном положении, снова затягивают скобу.

Чтобы удалить задний центр из конического гнезда пиноли, поворачивают маховичок 8 таким образом, чтобы втянуть пиноль в корпус задней бабки до отказа. В крайнем положении конец винта 5 выталкивает центр 3.

Задняя бабка со встроенным вращающимся центром. В токарных станках для скоростного резания находят применение задние бабки со встроенным вращающимся центром. На рис. 26, б показана одна из конструкций такой задней бабки.

В передней части пиноли 5 расточено отверстие, в котором запрессовывают подшипник 3 с коническими роликами, передний упорный шариковый подшипник 4 и задний шариковый подшипник 6 для втулки 2. Эта втулка имеет коническое отверстие, в которое вставляют центр 1. Осевая сила воспринимается упорным шарикоподшипником 6. Если при помощи стопора соединить втулку 2 с пинолью 5, втулка вращаться не будет. В этом случае в заднюю бабку можно установить сверло или другой центровой инструмент (зенкер, развертку).

6. Механизм подач

Механизм для передачи движения от шпинделя к суппорту (рис. 27) состоит: из трензеля I, предназначенного для изменения направления подачи; гитары II со сменными зубчатыми колесами, которая дает возможность совместно с коробкой подач получать различные подачи (крупные и мелкие); коробки подач III; ходового винта 1; ходового вала 2; фартука IV, в котором расположены механизмы, превращающие вращательное движение ходового вала и ходового винта в поступательное движение резца.

Не во всех станках имеются все перечисленные механизмы. Например, в станках, предназначенных исключительно для нарезания точных резьб, отсутствует коробка подач, подачи здесь изменяют сменой зубчатых колес на гитаре. С другой стороны, на некоторых станках узел подач имеет два реверсирующих механизма: один служит только для изменения направления вращения ходового винта (что требуется, например, для перехода от нарезания правых резьб к нарезанию левых резьб), а другой изменяет направление вращения ходового вала, изменяя таким образом направления продольной или поперечной подачи.

Трензель. На рис. 28 показан трензель, широко применявшийся в токарно-винторезных станках старых типов. На конце шпинделя закреплено зубчатое колесо 1, с которым посредством рычага А можно сцеплять либо колесо 4, либо колесо 2. Зубчатое колесо 2 находится постоянно в зацеплении с колесом 4 и с колесом 3. Если, повернув рычаг А вниз, сцепить с колесом 1 колесо 4, то вращение колесу 3 будет передаваться через два промежуточных колеса 4 и 2 (рис. 28, в). Повернув рычаг А вверх (рис. 28, а), сцепим колесо 1 непосредственно с колесом 2. В последнем случае колесо 5 получит вращение только через одно промежуточное колесо, следовательно, будет вращаться в другом направлении, чем в первом случае. Если рычаг А закрепить в среднем положении, как показано на рис. 28, 6, то зубчатые колеса 4 и 2 не сцепляются с колесом 1 и механизм подачи будет выключен.

В современных токарных станках применяются механизмы для направления движения, более удобные в отношении управления, чем описанный трензель. Схема современного реверсирующего Механизма, составленного из цилиндрических зубчатых колес, показана на рис. 29, а. На ведущем валу I закреплены на шпонках колеса z₁ и z₃. На ведомом валу II на шлицах скользит блок из двух колес z₂ и z₄, который может быть сцеплен либо с паразитным колесом z, либо с колесом z₃ (показано пунктиром). Таким образом, ведомый вал II получает вращение либо в одном, либо в другом направлении.

На рис. 29, б. показана другая конструкция реверсирующего механизма из цилиндрических колес. На ведущем валу I свободно сидит блок из двух колес 1 и 3 для сообщения прямого хода ведомому валу II и колесо 5— для обратного хода. Колеса 1, 3 и 5 могут быть жестко связаны с валом I при помощи пластинчатой фрикционной муфты М.

На ведомом валу II находится передвижной блок, состоящий из колес 2 и 4 — слева, и колесо 6, жестко закрепленное на шпонке, справа.

При включении фрикционной муфты М влево вал II получает два различных числа оборотов, осуществляя прямой ход; при включении муфты М вправо вал II получает обратное вращение через зубчатое колесо 5 — паразитное колесо 7 — колесо 6.

Коробка подач. У большинства современных токарно-винторезных станков имеются коробки подач; они служат для быстрого переключения скорости вращения ходового винта и ходового вала, т. е. для изменения подачи. Сменные же колеса у этих станков используются лишь тогда, когда требуемой подачи нельзя достигнуть переключением рукояток коробки подач.

Существует много различных систем коробок подач. Весьма распространенным типом является коробка подач, в которой применяется механизм накидного зубчатого колеса (рис. 30).

Первый валик 7 коробки подач получает вращение от сменных колес гитары. Этот валик имеет длинную шпоночную канавку 6, в которой скользит шпонка зубчатого колеса 3, расположенного в рычаге 2. Рычаг 2 несет ось 5, на которой свободно вращается накидное колесо 4, постоянно сцепленное с колесом 3. Посредством рычага 2 колесо 3 вместе с колесом 4 можно перемещать вдоль валика 7; поворачивая рычаг 2, можно сцепить накидное колесо 4 с любым из десяти колес зубчатого конуса 8, закрепленных на валике 9.

Рычаг 2 может иметь десять положений по числу колес зубчатого конуса 8. В каждом из этих положений рычаг удерживается штифтом 1, входящим в одно из отверстий передней стенки 15 коробки подач.

При перестановке рычага 2 благодаря сцеплению колеса 4 с различными колесами зубчатого конуса 8 изменяется скорость вращения валика 9. На правом конце этого валика, на скользящей шпонке, расположено колесо 10, имеющее на правом торце ряд выступов. В левом положении колесо 10 сцеплено с колесом 14, закрепленным на ходовом валу 13. Если колесо 10 сместить вправо, вдоль валика 9, то оно выйдет из зацепления с колесом 14 и торцовыми выступами сцепится с кулачковой муфтой 11, жестко сидящей на ходовом винте 12. При этом вал 9 будет непосредственно соединен с ходовым винтом 12. При включении ходового винта ходовой вал 13 остается неподвижным; наоборот, при включении ходового вала остается неподвижным ходовой винт.

На стенке коробки подач обычно имеется табличка, указывающая, какие именно подачи или какие шаги резьб получаются при каждом из десяти положений рычага 2 при определенном подборе «венных колес гитары.

7. Суппорт

Суппорт токарного станка (рис. 31) предназначен для перемещения резцедержателя с резцом в продольном, поперечном и наклонном к оси станка направлениях. Резцу можно сообщить движение вдоль и поперек станины как механически, так и вручную.

Нижняя плита 1 суппорта, называемая кареткой или продольными салазками, перемещается по направляющим станины механически или вручную, и резец движется в продольном направлении. На верхней поверхности каретки 1 имеются поперечные направляющие 12 в форме ласточкина хвоста, расположенные перпендикулярно к направляющим станины. На направляющих 12 перемещается нижняя поперечная часть 3 — поперечные салазки суппорта, посредством которых резец получает движение, перпендикулярное к оси шпинделя.

На верхней поверхности поперечных салазок 3 расположена поворотная часть 4 суппорта. Отвернув гайки 10, можно повернуть эту часть суппорта под нужным углом относительно направляющих станины, после чего гайки 10 нужно завернуть.

На верхней поверхности поворотной части расположены направляющие 5 в форме ласточкина хвоста, по которым при вращении рукоятки 13 перемещается верхняя часть 11 — верхние салазки суппорта.

Регулировка суппорта. После некоторого срока работы станка, когда на боковых поверхностях ласточкина хвоста появляется зазор, точность работы станка снижается. Для уменьшения этого зазора до нормальной величины необходимо подтянуть имеющуюся для этих целей клиновую планку (на рис. 31 не показана).

Излишний зазор, возникающий после некоторого периода работы между гайкой и поперечным ходовым винтом, следует также уменьшить до нормальной величины.

Как видно из рис. 32, гайка, охватывающая поперечный винт 1, состоит из двух половин 2 и 7. Для уменьшения зазора между гайкой и винтом до нормальной величины необходимо проделать следующее. Отвернуть слегка винты 3 и 6, при помощи которых обе половины гайки привинчены к нижней части суппорта, затем посредством винта 5 сдвинуть вверх односторонний клин 4, при этом обе половины гайки раздвинутся и зазор между поперечным винтом и гайкой уменьшится. Отрегулировав зазор, нужно снова затянуть винты. 3 и 6, крепящие обе половины гайки.

Резцедержатели. На верхней части суппорта устанавливают резцедержатель для закрепления резцов. Резцедержатели бывают различных конструкций.

На легких станках применяется одноместный резцедержатель (рис. 33, а). Он представляет собой цилиндрический корпус 1, в прорезь которого вставляют резец и закрепляют болтом 2. Резец опирается на подкладку 3, нижняя сферическая поверхность которой соприкасается с такой же поверхностью кольца 4. Такое устройство позволяет наклонять подкладку с резцом и устанавливать его режущую кромку по высоте центров. Нижняя часть 5 резцедержателя, имеющая Т-образную форму, вставляется в паз верхней части суппорта. Закрепление резца в резцедержателе данного типа производится быстро, однако недостаточно прочно, поэтому такой резцедержатель применяют главным образом для мелких работ.

Более прочно закрепляется резец в резцедержателе, показанном на рис. 33, б. Резцедержатель 5, снабженный Т-образным сухарем 1, закрепляется на верхней части суппорта гайкой 4. Для регулирования положения режущей кромки резца по высоте в резцедержателе имеется подкладка 2, нижняя сферическая поверхность которой опирается на такую же поверхность колодки резцедержателя. Закрепляют резец двумя болтами 3. Резцедержатель этого типа применяется как на малых, так и на больших станках.

На больших токарных станках применяются одноместные резцедержатели (рис. 33, б). В этом случае резец устанавливают на плоскость 7 верхней части суппорта и закрепляют планкой 2, затягивая гайку 4. Для предохранения болта 3 от изгиба планка 2 поддерживается винтом, опирающимся на башмак 6. При отвертывании гайки 4 пружина 1 приподнимает планку 2.

Чаще всего на токарно-винторезных станках средних размеров применяют четырехгранные поворотные резцовые головки (см. рис. 31).

Резцовая головка (резцедержатель) 6 устанавливается на верхней части суппорта 11; в резцедержателе можно закрепить винтами 8 четыре резца одновременно. Работать можно любым из установленных резцов. Для этого нужно повернуть головку и поставить требуемый резец в рабочее положение. Перед поворотом головки необходимо ее открепить, повернув рукоятку 9, связанную с гайкой, сидящей на винте 7. После каждого поворота головку нужно снова зажать с помощью той же рукоятки 9.

8. Фартук

К нижней поверхности каретки 1 (см. рис. 31) прикреплен фартук 17 — так называется часть станка, в которой заключены механизмы для продольного и поперечного перемещений резца (подачи) и механизмы управления подачи. Эти перемещения могут совершаться вручную или механически.

Поперечная подача резца производится перемещением нижней части 3 суппорта. Для этого рукояткой 14 вращают винт, гайка которого скреплена с нижней частью суппорта.

Маховичок 16 служит для сообщения суппорту вручную продольной подачи по направляющим станины. Для более точного механического перемещения суппорта пользуются ходовым винтом (рис. 34). Винт 1 приводится во вращение от коробки подач. По нему перемещается разъемная гайка 2 и 8, установленная в фартуке суппорта и называемая маточной. При нарезании резьбы резцом обе половины гайки 2 и 8 сближают при помощи рукоятки 5; они захватывают нарезку винта 1 так, что при его вращении фартук, а вместе с.ним и суппорт, получают продольное перемещение.

Механизм для сдвигания и раздвигания половин разъемной гайки устроен следующим образом. На валике рукоятки 5 (рис. 34) закреплен диск 4 с двумя спиральными прорезями 6, в которые входят пальцы 7 нижней 8 и верхней 2 половин гайки. При повороте диска 4 прорези заставляют пальцы, а следовательно, и половины гайки сближаться или расходиться. Половины гайки скользят по направляющим 3 фартука, имеющим форму ласточкина хвоста.

При всех токарных работах, кроме нарезания резьбы резцом, продольная подача осуществляется при помощи жестко скрепленной со станиной зубчатой рейки и катящегося по ней зубчатого колеса, установленного в фартуке (см. рис. 36 а). Это колесо получает вращение либо вручную, либо от ходового вала.

На токарном станке нельзя включать механизм продольной подачи от ходового вала одновременно с замыканием маточной гайки на ходовом винте: это ведет к неизбежной поломке механизма фартука или коробки подачи.

Для предотвращения таких неправильных включений на станке имеется специальный механизм, называемый механизмом блокировки.

Контрольные вопросы 1. Назовите основные узлы и детали токарного станка.
2. Как устроена станина токарного станка и каково ее назначение?
3. Для чего служит передняя бабка токарного станка?
4. Из каких основных деталей и механизмов состоит передняя бабка?
5. Для чего служит коробка скоростей станка?
6 Как устроен шпиндель и каково его назначение?
7. Расскажите об устройстве подшипников шпинделя (рис. 25).
8. Расскажите об устройстве и назначении задней бабки у токарного станка.
9. Через какие механизмы передается движение от шпинделя к суппорту станка?
10. Как устроен трензель?
11. Для чего служит коробка подач?
12. Из каких основных частей состоит суппорт?
13. Какие механизмы содержатся в фартуке станка?
14. Как передается движение от ходового вала к суппорту станка?

В) кнопка фиксации шпинделя;

Посредством данной кнопки можно заблокировать шпиндель и пользуясь только одним ключом открутить гайку, которой затянут круг (шлифовальный, отрезной, алмазный и т.д.). При отсутствии такой кнопки, откручивание круга придется производить двумя ключами, прилагая двойное усилие и вращая их в разные стороны.

3) Какое различие между профессиональными и бытовыми МШУ?

Бытовые МШУ рассчитаны на применение в домашних условиях и ни в коем случае не на производстве и не в коммерческих целях. Бытовой инструмент произведен с использованием технологий, применяемых при производстве профессионального инструмента. Профессиональные МШУ предназначены для ежедневной интенсивной работы на производстве, т.е. в условиях строительной площадки металлообрабатывающего цеха, бригады отделочников и т.п. При изготовлении профессиональных МШУ используются более износостойкие материалы и жесточайший контроль качества продукции на выходе с завода. Основные узлы инструмента, которые несут высокую нагрузку, выполнены из высокопрочных сплавов. Также корпус редуктора выполнен из магниевого сплава на профессиональных инструментах для уменьшения его перегрева. На профессиональных МШУ присутствует серьёзная пылезащита (Система пылеудаления отбирает большинство частиц из потока воздуха, проходящего через двигатель, предотвращая абразивный износ и повреждение изоляции), что в разы увеличивает срок службы инструмента. Обрезиненный сетевой кабель не трескается при работе на морозе. Это позволяет профессиональному инструменту работать ежедневно, но увеличивает его стоимость по сравнению с бытовым инструментом.

4) Какие критерии необходимо учитывать при выборе больших МШУ?

При подборе МШУ, необходимо учитывать в какой сфере будет использоваться инструмент, в быту или на производстве. Необходимо уточнить какие материалы будет обрабатывать клиент и какие виды работ будут производиться инструментом, отрезные или шлифовальные. Для шлифовальных работ по металлу достаточно самых простых МШУ мощностью от 2000 Вт. Для отрезных работ по металлу рекомендуем аппараты с мощностью не менее 2200 Вт. Для работ по камню или другим абразивным материалам необходимо рекомендовать МШУ мощностью не менее 2400 Вт с серьёзной пылезащитой.

5) Какими защитами оборудованы большие МШУ?

Большие МШУ, в зависимости от фирмы производителя и модели, могут быть оборудованы пылезащитой (подшипники, бронированные обмотки статора и якоря, выключатель, туннельные системы), виброзащитой (переустанавливаемая прорезиненная рукоятка с дополнительным шарнирным креплением, а также прорезиненные вставки на корпусе МШУ), защитой от повторного включения (выключатель нулевого напряжения). На новых моделях МШУ Bosch с обозначением LWI, присутствует защита от обратного удара (заклинивания диска (Kick-Back-Stop)) . На всех без исключения профессиональных МШУ установлены самоотключающиеся щетки (в случае истечения их срока службы машина отключается). На некоторых присутствует термозащитный датчик и плавный пуск (защищает шестерни от ударных нагрузок в момент старта двигателя и не позволяет аппарату вырваться из рук из-за резкого рывка). На более дорогостоящих МШУ компании DeWalt имеются различные индикаторы, показывающие износ щеток и перегрев.

Абразивные круги к МШУ.

1) Для чего предназначены и какова область применения кругов?

Проведение отрезных и шлифовальных работ по металлу и отрезных по камню.

2) Какие типы кругов вам известны?

Отрезной по металлу (плоский и вогнутый), отрезной по камню, шлифовальный по металлу, радиально-лепестковый, резиновая тарелка и фибра к ней. Отрезные круги различаются по диаметрам и толщиной круга. Фибро-круги отличаются еще зернистостью.

Алмазные диски

1) Для чего предназначены и какова область применения дисков?

Предназначены для резки мягкого и твердого камня, кирпича и бетона различной твердости, в том числе и армированного, а также для резки различных видов керамической плитки. Применяются на строительных площадках и в быту.

2) Какие типы дисков вам известны?

С раздельным сегментом и со сплошной ровной кромкой и сплошной зубчатой кромкой. Профессиональные диски для самого требовательного потребителя и недорогие алмазные круги для универсального применения. Алмазные диски разделяются в зависимости от материала, который ими будут обрабатывать. Также разделяются по типу реза: сухой рез и влажный рез, т.е.

Устройство токарного станка по металлу

с охлаждением водой.

3) Какое различие между профессиональными и бытовыми дисками?

Профессиональные алмазные круги предназначены для ежедневной интенсивной работы на производстве, т.е. в условиях строительной площадки, при отделке помещений и т.д. В профессиональных дисках применена более совершенная технология производства и дорогостоящие материалы. Например, болванка вырезана лазером, а не отштампована как на бытовке. Алмазы большей прочности и имеют одинаковые грани, их количество увеличено и соответственно диски более дорогие. Бытовые диски, как правило, не так четко разделены по материалам которые они обрабатывают.

---

Двигатель, предназначенный для вращения дисков, часто называют шпиндельным. Для связи с осью вращения дисков не используются шестерни или ремни – он всегда непосредственно связан с осью вращения. Двигатель обязан быть бесшумным – вибрация, передаваемая дискам, способна привести к ошибкам в процессе работы устройства.

Частота вращения двигателя строго определенна. Обычно данный показатель лежит в диапазоне от 3600 до 15000 оборотов в минуту и больше.

Самодельный шпиндель токарного станка с ЧПУ «на коленке»

Для стабилизации скорости используется управляющая схема с обратной связью, обеспечивающая требуемую точность. Таким образом, частота вращения контролируется в автоматическом режиме, и никаких устройств, позволяющих сделать это вручную, в устройстве не предусмотрено.

В большинстве устройств, шпиндельный двигатель находится в нижней части корпуса (под блоком HDA). Однако во многих современных накопителях он интегрирован внутрь блока HDA и является центральной частью блока дисков-носителей. Такая компоновка позволяет увеличить количество магнитных дисков в стопке, не изменяя габаритов в корпусе.

Шпиндельный двигатель, особенно в полноразмерных накопителях, потребляет от источника питание (12 вольт) довольно серьезную мощность. Она увеличивается еще в 2-3 раза в момент раскручивания дисков. Такая нагрузка длится несколько секунд после подачи питания.

Стандартные конструкции шпиндельных двигателей предусматривают применение шариковых подшипников, но определенные ограничения заставили производителей искать другие варианты. Главным недостатком шариковых накопителей является эффект радиального биения, которое возникает при поперечном смещении шариков на значение зазора (порядка 0,1 микродюйма). На первый взгляд величина радиального биения может показаться незначительной, но при существующей плотности записи это становится серьезной проблемой. Кроме того, существующие зазоры и соударение металлических шариков повышают уровень вибраций и механического шума, что значительно ухудшает характеристики устройства.

Решением данной проблемы стало использование нового типа подшипников, которые получили название гидродинамических. Главную роль в гидродинамических подшипниках играет пластичная смазка, расположенная между втулкой двигателя и шпинделем. Высокопластичная гидродинамическая смазка позволяет уменьшить радиальное биение до 0,01 микродюйма, что заметно снижает уровень вибрации и поперечное смещение диска. Гидродинамические подшипники повышают у ударную прочность жесткого диска, снижается уровень шума и улучшается регулирование скорости.

Шпиндель фрезерного станка: виды, типы. Как выбрать нужный?

Шпиндель фрезерного станка необходим для прочной фиксации оправки с режущим инструментом. Различаются между собой по основным техническим характеристикам, которые определяют режим эксплуатации, виды работ и тип материалов, с которыми сможет работать машина. Устройство шпинделя фрезерного станка обеспечивает его устойчивость к высоким осевым и радиальным нагрузкам, хороший запас прочности и долговечность работы при правильной эксплуатации.

Условное деление по исполнению:

• вертикального исполнения/использования;
• горизонтального исполнения/использования;
• универсального исполнения/использования.

Отличаются системой передачи вращающего момента, и применением различных резинотехнических уплотнений.

По скорости вращения:

• низкоскоростные (до 2500 об/мин). часто применяются для передачи высокого крутящего момента от двигателя через коробку скоростей. На шпинделе установлена одна или несколько шестерен.>

• высокоскоростные (2000~24000) об/мин, ременная или прямая передача момента от электродвигателя. Используются различные зубчатые или соединительные безлюфтовые муфты.
• ультравысокоскоростные 15000~70 000 об/мин. обычно выполнены в виде моторшпинделей, т.е. со встроеннными обмотками и датчиками

По способу смены инструмента:

• ручные (штревель, болт, цанга)
• механизированные (штревель и устройство зажима-разжима)

Особенности конструкции

Шпиндель фрезерного станка — это полый длинный вал, изготовленный из прочной стали. Передняя часть элемента изнутри расточена и отшлифована под конус (Морзе, ISO, BT, HSK и т.д). Это необходимо для плотной посадки фрезерной оправки и точной установки фрезы. Фиксация оправки с режущим инструментом осуществляется с помощью внешнего усилия, источник которого может быть как ручным (затяжка оператором тягового болта на универсальном станке), так и механизированным (гидро или пневмо разжим) с передачей оправки в магазин инструментов.

Шпиндель состоит из нескольких узлов — неподвижного корпуса, вращающейся части, подшипников, устройства зажима/разжима, охлаждения, обдува, подачи СОЖ, регулировочных гаек, балансировочных колец и т.д. Роль неподвижного корпуса может выполнять шпиндельная бабка.

Также в техническом языке существует подмена понятий: шпиндель как устройство в сборе и шпиндель как вращающаяся часть шпиндельного узла.

Шпиндель вращается в опорах. Роль опор могут выполнять — высокоточные подшипники, а также масляная или воздушная прослойка.

Деталь изготавливают из углеродистых и легированных сталей, которые подвергают закалке с отпуском до высокой твердости. Для изделий, работающих в подшипниках скольжения, применяют обработку цементацией на глубину до 1 мм с последующей закалкой и отпуском.

Основные требования к деталям

Шпиндели для станков с ЧПУ или ручным управлением должны обладать следующими качествами:

• точностью вращения. Нормы осевого, радиального и торцового биения переднего конца регламентирует ГОСТ 9726-89 п. 3.4.12, 3.4.15 или аналогичные импортные;
• статической жесткостью.

  Устройство токарного станка по металлу – конструкция, схема, основные узлы

  Параметр определяется упругими деформациями шпинделя под воздействием сил, возникающих при обработке;

• износостойкостью. Для изготовления деталей используются сплавы с низкой склонностью к истиранию и образованию задиров;
• виброустойчивостью. Максимальные требования предъявляются к высокоскоростным устройствам с ЧПУ, которые используются для чистовой обработки.

Виды изделий

Шпиндели классифицируются по типу привода:

• ременной. Вращение передается на вал от рядом расположенного электродвигателя. Преимущества: высокая скорость вращения, простота установки, низкая вибрация. Недостатки — ограничение вращающего момента местом под установку двигателя, ценой двигателя и устройства управления. Устройства работают практически бесшумно и применяются обычно на вертикальных обрабатывающих центрах с ЧПУ. Иногда при вращении на скоростях выше 5 000 об/мин может появляться свист от выходящего между зубьев воздуха;
• зубчатый. Передача крутящего момента происходит через коробку скоростей. Преимущества возможность увеличения крутящего момента от электродвигателя. Несколько диапазонов вращения. Недостатки — относительно низкая скорость вращения, вызванная ограничениями кинематики (валов и шестерен). Регулировка вращения может осуществляться автоматически через ЧПУ. Шпиндели такого типа чаще всего устанавливают на универсальные фрезерные станки или обрабатывающие центра с вращающим моментом на шпинделе больше 200 Нм;
• прямой. Электродвигатель располагается непосредственно над шпинделем, может вращаться с высокой скоростью. Такое устройство узла позволяет качественно и быстро выполнять чистовую обработку, когда не требуется снятия толстых слоев материала и не прилагаются большие боковые нагрузки. Скорость вращения ограничивается скоростью вращения электродвигателя;
• электрошпинделя — совмещение в одном корпусе шпинделя и двигателя. Отличаются высокой скоростью вращения и диапазоном изменения скорости вращения.

По частоте вращения шпиндели для фрезерных станков бывают: (см. также пункт “по скорости вращения” (выше) данной статьи — a href)

• высокооборотные. Детали применяются для гравировки и раскроя  “цветных” металлов, таких как алюминий, магний и латунь марок ЛС-63, ЛС-59, пластика, древесины, МДФ,;
• низкооборотные. Узлы с невысокой скоростью вращения позволяют обрабатывать вязкие металлы и сплавы: медь, сталь, дюраль и т. д.

При выборе устройства также важно учесть его габариты: диаметр и длину. От размеров шпинделя зависят параметры/режимы обработки и как следствие — величина съема материала в единицу времени, т.е. экономическая целесообразность.. При серийном выпуске мелких деталей используют узлы диаметром от 16 мм (например в гравировальных станках с цангами ER11, ER16, ER25 и т.д.) Шпиндели размером до 300 мм позволяют обрабатывать крупные элементы корпусов и агрегатов, т.к. могут обеспечить передачу вращающего момента к режущему инструменту большого диаметра. Часто чем больше размеры шпинделя, тем больше размеры рабочей зоны станка, на который он устанавливается.

 

Механизмы подачи токарных станков

Механизмы подачи предназначены для передачи движения от шпинделя к суппорту с резцом; состоят они из следующих узлов и деталей (рис. 4): реверсирующего механизма 1, служащего для изменения направлениялодачи; гитары 2 со сменными зубчатыми» колесами, которая дает возможность совместно с коробкой подач 3 изменять числа оборотов ходового винта 4 и ходового вала 5; фартука 6, в котором расположены механизмы, преобразующие вращательное движение ходового винта и ходового вала в поступательное перемещение суппорта.

Реверсирующие механизмы предназначены для изменения направления движения в механизмах станка Они служат для изменения направления вращения ходового винта (что требуется, например, для перехода от нарезания правых резьб к нарезанию левых резьб), а также для изменения направления вращения ходового вала (что бывает обычно необходимо для изменения направления продольной или поперечной подач суппорта). Реверсирующие механизмы показаны на рис. 5. Схема реверсирующего механизма, составленного из цилиндрические зубчатых колес, приведена на рис 5, а. На ведущем валу 1 закреплены на шпонках зубчатые колеса гх и z3. По шлицам ведомого вала II может перемещаться двухвенцовый блок z2-z4, который сопрягается либо с паразитным колесом z, либо с колесом z3 (показан пунктиром) Таким образом, ведомый вал II получает вращение либо в одном, либо в другом направлении.

Рис 4 — Механизмы подачи токарно-винторезного станка

На рис. 5, б показана другая конструкция реверсирующего механизма из цилиндрических колес. На ведущем валу I свободно сидит двухвенцовый блок 1-3 для сообщения прямого хода ведомому валу II и зубчатое колесо 5 для обратного хода. Колеса 1-3 и 5 могут быть жестко связаны с валом I при помощи пластинчатой фрикционной муфты М.

На ведомом валу II слева находится передвижной блок, состоящий из колес 2-4, -и справа колесо 6, жестко закрепленное на шпонке. При включении муфты М влево вал II получает два различных числа оборотов, осуществляя прямой ход; при включении муфты М вправо вал II получает обратное вращение через зубчатое колесо 5 — паразитное колесо 7 — колесо 6.

Рис 5 — Реверсирующие механизмы: а — с передвижными цилиндрическими зубчатыми колесами; б — с цилиндрическими колесами, включаемыми посредством пластинчатой фрикционной муфты

Коробка подач служит для изменения скорости вращения ходового винта и ходового вала, т.

е. для изменения величины подачи. Сменные зубчатые колеса у этих станков используются лишь тогда, когда требуемой подачи нельзя достигнуть переключением рукояток коробки подач Существует много различных конструкций коробок подач. Весьма распространена коробка подач, в которой применяется механизм накидного зубчатого колеса (рис. 6).

Рис 6 — Схема коробки подач с накидным зубчатым колесом

Первый валик 15 коробки подач получает вращение от сменных зубчатых колес гитары. Этот валик имеет длинный шпоночный паз 14, в котором скользит шпонка зубчатого колеса 11, расположенною в рычаге 10.

Токарное дело

Рычаг несет ось 13, на которой свободно вращается зубчатое колесо 12, находящееся в постоянном сопряжении с колесом 11. Посредством рычага 10 колесо 11 вместе с колесом 12 можно перемещать вдоль валика 15; поворачивая рычаг 10, можно сцепигь зубчатое колесо 12 с любым из десяти зубчатых колес 1, закрепленных на валике 2.
Рычаг 10 может занимать десять различных положений по числу зубчатых колес 1. В каждом положении рычаг удерживается штифтом 9, входящим в одно из отверстий передней стенки 7 коробки подач.

При каждом положении рычага 10, благодаря сопряжению зубчатого колеса 12 с одним из колес ступенчатого конуса зубчатых колес 1, валик 2 получает различные скорости вращения. На правом конце этого валика на шпонке расположено передвижное зубчатое колесо 3, имеющее на правом торце ряд выступов В левом положении колесо 3 сопряжено с колесом 8, закрепленным на ходовом валу 6. Если колесо 3 сместить вправо вдоль валика 2, то оно выйдет из сопряжения с колесом 8 и торцовыми выступами, сцепится с кулачковой муфтой 4, жестко сидящей на ходовом винте 5. При этом валик 2 будет непосредственно соединен с ходовым винтом 5. При включении ходового винта ходовой вал 6 остается неподвижным и, наоборот, при включении ходового вала остается неподвижным ходовой винт.

На стенке коробки подач обычно имеется табличка, указывающая, какая подача или какой шаг резьбы получается при каждом из десяти положений рычага 10 при определенном подборе зубчатых сменных колес гитары.

Механизмы подачУзлы токарного станка

Похожие материалы

Данная статья посвящена электрошпинделям, особенностям их конструкции, возможностям ремонта и восстановления.

Электрошпиндель — это шпиндель, которые совмещают в своей конструкции электрический асинхронный двигатель, патрон для зажима инструмента, а также в них применяются высокоточные подшипниковые узлы, в зависимости от назначения и выставляемых требований, в электрошпинделях могут устанавливаться гибридные подшипники высокого класса. К электрошпинделям предъявляются повышенные требования по равномерности вращения и биению вала шпинделя, так как балансировочные показатели непосредственно влияют на качество обработки.

Электрошпиндели, в своём большинстве, бывают двух видов, с автоматической сменой инструмента и ручной сменой инструмента. Также делятся электрошпиндели по типу охлаждения: с воздушным и жидкостным.

Конструктивно электрошпиндель с автоматической и ручной сменой инструмента различаются достаточно кардинальным образом. Особенность конструкции электрошпинделя с автоматической сменой инструмента состоит в самом механизме захвата. Механизм захвата шпинделя с автоматической сменой представляет собой узел, состоящий из пневматического штока с пружиной пассивного удержания, самого захватного элемента и пневматического цилиндра.

Что такое шпиндель?

Помимо этого, также имеют различия захватные элементы в зависимости от используемого на данном конкретном шпинделе стандарта патрона (ISO, HSK), могут быть в виде металлических шариков или металлических лепестков. Весь этот узел располагается внутри вала. Пример на фото ниже:

Металлические шарики под патрон ISO

Металлические лепестки под HSK

Электрошпиндель с ручной сменой инструмента конструктивно намного проще. на конце вала нареза резьба, на которую крепиться инструментальная гайки с цангой необходимого размера.

Частые проблемы электрошпинделей любого типа — это проблема подшипниковой системы, у шпинделей с автосменой, имеет тенденцию поломка механизма автосмены, а также поверхности конуса. Ремонт вышедшего из строя электрошпинделя достаточно экономически выгодное решение.

У Вас возникает вопрос, где купить или отремонтировать электрошпиндель?

Наша компания окажет лучший сервис для Вас с годовой гарантией, Ваш шпиндель будет работать тише, сбалансированнее и прослужит Вам ещё долгое время. Также Вы имеете возможность у нас купить шпиндель, совершенно новый.

Вы можете купить шпиндель, заполнив форму на нашем сайте. В нашем ассортименте есть как шпиндели с ручной сменой инструмента, так и с автоматической, с жидкостным и воздушным охлаждением, также можно купить электрошпиндель для обрабатывающих центров, высокоскоростные внутришлифовальные шпиндели.