слесарная бабка что такое
Pereosnastka.ru
Обработка дерева и металла
Для механической доводки измерительного инструмента и некоторых деталей измерительных приспособлений используются различные конструкции доводочных станков и доводочных бабок. Так, например, широко применяются универсальные доводочные станки и бабки для круглых поверхностей; бабки с притирочными дисками для доводки плоских поверхностей. Находят применение и специальные станки: станки для доводки плоскопараллельных концевых мер, станки для доводки пассаметров и микрометров, станки для доводки штихмасов и, наконец, станки для шлифования и доводки скоб. Однако специальные доводочные станки применяются главным образом на специализированных инструментальных заводах.
Доводочная бабка с притирочным диском служит для доводки плоскостей и очень проста по своей конструкции. Его шпиндель приводится в движение ременной передачей от отдельного электродвигателя через шкив и вращается в подшипниках, смонтированных в станине. При работе на ней деталь слегка прижимают к поверхности притирочного диска и медленно водят от центра диска к его краю и обратно, иногда поворачивая по плоскости диска в разных направлениях.
Схема работы одного из универсальных доводочных станков приведена на рис. 1. Его верхний притирочный диск во время работы неподвижен, но давит своим весом на деталь. Нижний же притирочный диск вращается. Детали свободно располагаются в гнездах обоймы, которая получает колебательное движение от пальца кривошипа. Этот кривошип расположен эксцентрично к оси вращения притирочного диска. В результате этого детали проходят путь по кривой, показанной на схеме. Этот путь представляет сложное движение, которое состоит вначале из скольжения по притирочному диску, затем качения и скольжения одновременно, затем качения, вновь качения и скольжения и т. д. Производительность подобных станков велика, они дают хорошую чистоту поверхности детали и позволяют доводить не только цилиндрические, но и плоские поверхности после установки соответствующей обоймы.
Бабка делительная
БАБКА ДЕЛИТЕЛЬНАЯ (фиг. 1) применяется при работе на фрезерных станках, когда окружность цилиндрического предмета требуется разделить на определенное число равных частей, например, при нарезке шестерни с заданным числом зубьев. Бабки делительные привинчиваются наглухо к рабочему столу станка. На главном шпинделе станка S (фиг. 2) сидит червячное колесо В (фиг. 2, поперечный разрез) с 40 зубьями (у большинства американских машин), зацепляющимися с однооборотным червяком А на валу О, несущем на своем конце рукоятку J так, что последнюю следует повернуть на 40 оборотов для того, чтобы шпиндель S с поводковым патроном d и обрабатываемым предметом повернулся на один оборот.
Если же потребуется повернуть шпиндель, например, на 1/16 оборота (т. е. разделить окружность обрабатываемого цилиндрического предмета на 16 частей), то рукоятку надо будет повернуть на 40 : 16 = 2 1 /2 оборота. Для осуществления таких дробных частей одного оборота пользуются делительным диском I с несколькими рядами отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии одно от другого по концентрическим окружностям. При этом оттягивают назад головку рукоятки J, соединенную с пружинящим штифтом Р, и поворачивают рукоятку на требуемое число отверстий, после чего вставляют штифт в соответствующее отверстие. Этот штифт устанавливается радиально для любой из концентрических окружностей делительного диска. Если, например, требуется нарезать шестерню с 18 зубьями, то, после фрезеровки первого промежутка между двумя зубьями, ее надо будет поворачивать для каждого последующего промежутка на 1/18 оборота, для чего рукоятку J придется поворачивать каждый раз на 40 : 18 = 2 2 /9 оборота. В таком случае выбирают на делительном диске окружность с числом отверстий кратным знаменателю 9 (например, 36), устанавливают по ней штифт Р и поворачивают рукоятку сперва на два полных оборота, а затем на 36 х 2 /9 = 8 отверстий, после чего фрезеруют второй промежуток и повторяют эту операцию для всех последующих промежутков. Когда же при помощи имеющихся дополнительных дисков оказывается невозможным произвести требуемое деление, то прибегают к комбинированному методу, при котором вращают не только рукоятку, но и делительный диск (при помощи особого приспособления) в одну и ту же или в разные стороны, руководствуясь при этом прилагаемыми обычно к таким бабкам таблицами. Для фрезеровки конических предметов приходится иногда устанавливать делительную бабку под некоторым углом к рабочему столу, для чего отвинчивают болты К и поворачивают корпус ее Т.
Угол наклона отсчитывается по циферблату.
Передняя бабка токарного станка
Одним из важнейших многофункциональных узлов является передняя бабка. Она присутствует во всех токарных металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станках. Её размер и технические характеристики зависят от назначения станка, количества выполняемых операций.
Устройство передней бабки токарного станка
Это устройство расположено на левой части станины. Его состав определяется решаемыми задачами. Устройство передней бабки включает следующие элементы:
Подробное устройство передней бабки токарного станка приводится на чертеже и кинематической схеме. Они взаимно дополняют друг друга и помогают понять существующие элементы и их взаимосвязь во время работы. Наиболее характерной является конструкция этого узла у токарного станка по металлу.
Корпус передней бабки выполнен в форме цельной металлической коробки. Его основными функциями являются: крепление основных элементов и их защита от внешних воздействий, в том числе от попадания грязи. В качестве материала для изготовления корпуса используют прочную сталь или чугун.
Шпиндель — одна из важных деталей не только передней бабки, но и всего станка. Считается, что все остальные элементы конструкции должны обеспечить его надёжную и точную работу. Основным назначением шпинделя является обеспечение надёжной фиксации заготовки или необходимого инструмента. Его конструкция зависит от назначения и типа станка, размеров обрабатываемых деталей, требуемых показателей точности обработки. Стандартный узел состоит из стального вала, узла крепления, элементов обеспечивающих передачу вращательного момента от двигателя, системы опор. В качестве опор используются стойки, на которых закреплены подшипники скольжения высокой точности с допустимым отклонением не более 1 мкм. Для некоторых станков применяют роликовые или шариковые подшипники качения. В современных высокоточных агрегатах шпиндель токарного станка оснащён магнитными или воздушными опорами. Это позволяет добиться прецизионной точности с отклонением не более 0,2 мкм.
С противоположной стороны крепление заготовки обеспечивает задняя бабка токарного станка. Вся конструкция крепления заготовки и инструмента должна соответствовать следующим требованиям:
На шпинделе в передней бабке устанавливается узел крепления. Это может быть планшайба или специальные патроны. Требуемая точность работы обеспечивается специальным регулирующим кольцом.
Коробка изменения скоростей вращения является неотъемлемой частью передней бабки. Она позволяет понижать или повышать скорость вращения шпинделя. Это необходимо для задания различных режимов обработки.
Современные производители предлагают следующие виды конструкций коробок:
Коробка является передаточным механизмом между электродвигателем и шпинделем. На ходовой вал вращение от двигателя передаётся через муфту. На нём размещается комплект главных шестерёнок. Они с помощью механизма подачи соединяются с шестерёнками вторичного вала. Скорость конечного вращения зависит от передаточного числа каждой пары шестерён. Для удобства управления (изменения скорости вращения) на внешнюю сторону корпуса передней бабки вынесены рычаги управления коробкой скоростей. Они позволяют оперативно задавать скорость вращения шпиндельного узла. На лицевой стороне коробки рядом с рычагами закрепляется информационная табличка (шильдик) с изображением кинематической схемы коробки скоростей (порядок переключения и последовательность соединения различных шестерёнок).
У станков с ЧПУ существует важное отличие передней бабки (энкодера) от стандартного узла такого типа. В его функции входит задача передачи электрического импульса в модуль числового программного управления. Он позволяет осуществлять управление сервоприводом двигателя, что позволяет регулировать скорость оборота шпинделя.
Надёжная работа всех механизмов передней бабки обеспечивается благодаря системе смазки каждого из элементов. В большинстве станков предусмотрена циркуляционная система. Смазка поступает из специального резервуара под давлением через форсунку. Давление обеспечивается электрическим насосом с системой фильтрации. Она обеспечивает непрерывную подачу требуемого объёма смазочного материала. Это обеспечивает надёжность и долговечность работы всего станка.
Назначение узла
Этот элемент металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков выполняет большое количество функций. Поэтому назначение передней бабки включает:
Переднюю бабку применяют совместно с задней бабкой для жёсткой фиксации обрабатываемой детали. Заднюю бабку располагают на правой части станины. На ней кроме края детали закрепляют режущий инструмент. Для металлорежущих и обрабатывающих станков это могут быть резцы, фрезы, шлифовальные инструменты. Для деревообрабатывающих станков применяют инструмент для обработки более мягких (деревянных) заготовок.
Каждый элемент передней бабки выполняет заданные функции. Шпиндель предназначен для закрепления крепёжного элемента. Они делятся на резьбовые и фланцевые. В качестве зажимного устройства применяется:
Коробка скоростей и служит для изменения числа оборотов шпинделя. В современных станках применяют следующие способы изменения этого параметра:
Кулачковые муфты обладают простотой конструкции, высокой надёжностью и ремонтопригодностью. Однако они имеют существенный недостаток. Включений новой частоты возможно только после полной остановки двигателя.
Наибольшее распространение получили агрегаты, в состав которых входят передвижные колёса или блоки. Количество переключений определяется числом шестерёнок, их передаточными числами и размерами.
Передняя бабка токарного станка своими руками
Изготовление такого узла токарного станка связано с решением определённого ряда трудностей:
Передняя бабка токарного станка может быть изготовлена только с применением металлорежущих и обрабатывающих станков. Самодельная бабка должна удовлетворять всем требованиям, предъявляемым этому узлу. Сегодня предлагается большое количество вариантов решения этой задачи. Передняя бабка токарного станка своими руками может быть изготовлена в домашней мастерской или в оборудованных помещениях оснащённых необходимыми станками.
Перед тем, как приступить к изготовлению этого узла для самодельного токарного станка, необходимо составить последовательность проводимых операций. Подробная технологическая карта позволит тщательно выполнить все операции с соблюдением требуемых технологий. Такая карта должна включать:
Основным дополнением к технологической карте является подробный чертёж каждого элемента и всей конструкции в сборе.
Важным узлом в составе передней бабки является коробка передач. Для её сборки потребуются шестерёнки. Изготовление этих элементов невозможно без специальных станков. Поэтому для сборки этого механизма используют два варианта реализации:
Во втором случае бывает достаточно сложно подобрать необходимое передаточное число и обеспечить требуемую скорость вращения. Кроме этого необходимо обеспечить изменение скорости вращения. Для этого следует разработать механизм управления. Таким механизмом может служить система подачи шестерёнок разного диаметра, расположенных на вторичном валу. На основном (ведущем) валу следует жёстко закрепить одну или несколько шестерёнок.
Одним из простых вариантов изменения скорости вращения является установка различных шкивов на центральный вал. Обладая различным диаметром, они будут передавать изменяющийся крутящий момент. Основным недостатком такого устройства является необходимость обеспечить каждый шкив индивидуальным ремнём.
Слесарная бабка что такое
Передняя бабка представляет собой коробку скоростей, неподвижно закрепленную на станке и предназначенную для вращения обрабатываемой детали с разной скоростью. Важная часть передней бабки – шпиндель, представляющий собой стальной пустотелый вал, установленный в подшипниках. На наружном конце шпинделя имеются посадочные поверхности для установки патрона или планшайбы. Коническое отверстие в переднем конце шпинделя служит для установки хвостовика центра в случае обработки деталей в центрах. Сквозное отверстие в шпинделе используют для размещения длинных заготовок (прутков) и удаления из шпинделя центров.
Рис. 7.3. Схема токарно-винторезного станка
Задняя бабка служит для подержания правого конца длинных заготовок с помощью центра 4 (рис. 7.4а), для крепления инструмента (сверла, зенкера, развертки) при обработке отверстий, а также используется при обточке конических поверхностей. Центры и инструменты устанавливают в пиноли 6. Ее осевое перемещение выполняют маховиком 9 с помощью винта 7 и гайки 8. Пиноль закрепляют в требуемом положении рукояткой 5. Для точения конусов корпус 3 смещают винтом 10 по направляющим нижней плиты 2 в поперечном направлении. Заднюю бабку можно перемещать по направляющим станины 1 и закреплять в определенном месте болтами с гайками и планкой.
Коробка подач служит для получения различных подач. Она получает движение от шпинделя станка через механизм гитары со сменными зубчатыми колесами. От коробки подач движение передается ходовому валику или ходовому винту.
Суппорт предназначен для закрепления и подачи режущего инструмента. Он состоит из 4 основных частей: каретки (нижних салазок) 8 (рис. 7.4б), нижней 6, средней поворотной 5 и верхней 2 (верхних салазок) частей. Каретка 8 перемещается в продольном направлении по направляющим станины как механически (от ходового винта или ходового вала), так и вручную. Нижняя часть суппорта 6 движется по направляющим каретки в поперечном направлении также механически и вручную.
Механический привод суппорта осуществляется от фартука через зубчатые колеса на поперечный винт каретки 9, а ручное перемещение – посредством рукоятки 7 Среднюю часть суппорта 5 можно поворачивать относительно нижней части в обе стороны на угол 45° и закреплять в требуемом положении двумя болтами 3 и гайкой 4. Поворот суппорта используют при точении конусов. Верхняя часть 2 суппорта, несущая резцовую головку 7, перемещается только вручную по направляющим средней части суппорта 5 от рукоятки с помощью винта и гайки. Благодаря независимому перемещению каждой из основных частей суппорта режущему инструменту можно сообщать продольное, поперечное и криволинейное движение, а также движение под углом (для точения на конус). Гайка ходового винта нижней части поперечного суппорта сделана разрезной и состоит из двух половинок 11 и 10.
Фартук прикреплен к нижней части суппорта и служит для размещения механизмов преобразования вращательного движения ходового винта или ходового вала в поступательное движение подачи суппорта.
Для управления станком служат рукоятки, маховички и другие органы управления (см. рис. 7.3): 3 и 6 – рукоятки переключения скоростей; 4 – рукоятка переключения звена увеличенного шага; 5– «грибок» управления для нарезания правых и левых резьб; 7 – маховичок ручного продольного перемещения суппорта; 8 – ползунок с пуговкой для включения и выключения реечной шестерни фартука; 9 – рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 11 – кнопочная станция; 12 – рукоятка ручного перемещения верхней части суппорта; 13 – кнопка включения быстрых перемещений суппорта; 14 – рукоятка включения, выключения, реверсирования продольной и поперечной подач суппорта; 18 и 22 – рукоятки включения, выключения и реверса шпинделя; 19 – рукоятка включения маточной гайки фартука; 24 и 25 – рукоятки управления коробкой подач.
Рис. 7.4. Схемы задней бабки (а) и суппорта (б) токарно-винторезного станка
Режущий инструмент: виды, назначение
Основные части и элементы резца
Резец состоит из двух основных частей – головки и стержня (рис. 7.5а).
Головка – это режущая часть резца; стержень служит для закрепления резца в резцедержателе. Головка резца состоит из передней поверхности, по которой сходит стружка, задних поверхностей, обращенных к обрабатываемой детали, и режущих кромок. Одна из задних поверхностей называется главной, а другая – вспомогательной.
Режущие кромки получаются от пересечения передней и задних поверхностей. Различают главную и вспомогательную режущие кромки. Основную работу резания выполняет главная режущая кромка.
Вершиной резца называется пересечение главной и вспомогательной режущих кромок. Вершина может быть острой или закругленной.
Углы резца. У резца имеются углы (рис. 7.5б): передний угол, задний угол, главный угол в плане и др.
Рис. 7.5. Основные части и элементы резца (а); углы резца (б)
Передний угол γ служит для создания наиболее благоприятных условий деформации срезаемого слоя и стружкоотделения.
В зависимости от материала обрабатываемой детали этот угол может иметь значения от 5° до 30°.
Задний угол α предназначен для уменьшения трения между задней поверхностью резца и обрабатываемой деталью; обычно у резцов α = 6–12°.
Главный угол в плане φ определяет толщину и ширину среза. Наиболее часто у проходных токарных резцов φ = 45°.
Типы токарных резцов. Токарные резцы подразделяются по роду выполняемой работы, по направлению подачи, по форме готовки, по материалу режущей части и по способу присоединения режущей части резца к его стержню.
По роду выполняемой работы различают следующие токарные резцы (рис. 7.6): проходные, подрезные, прорезные, отрезные, расточные, резьбовые и фасонные.
Рис. 7.6. Токарные резцы:
а – проходной обдирочный, б – проходной упорный, в – подрезной, г – прорезной, д – отрезной, е, ж – расточные, з – резьбовой для наружной резьбы, и – резьбовой для внутренней резьбы, к, л – фасонные
Проходные резцы (рис. 7.6а) применяют для наружного точения деталей с продольной подачей. Они разделяются на проходные с углом φ = 45; 60 и 75° и проходные-упорные с углом φ = 90° (рис. 7.6б) для обработки уступов..
Подрезные торцевые резцы (рис. 7.6в) применяют для обработки торцевых поверхностей.
Прорезные резцы (рис. 7.6 г) используют для прорезания прямоугольной канавки определенной ширины b.
Отрезные резцы (рис. 7.60д) служат для отрезания обработанной детали.
Расточные резцы применяют для растачивания сквозных (рис. 7.6е) и глухих (рис. 7.6ж) отверстий.
Резьбовые резцы применяют для нарезания наружной (рис. 7.6з) и внутренней (рис. 7.6и) резьб.
Фасонные резцы (рис. 7.6к, 7.6л) используют для обработки различных фасонных поверхностей.
По направлению подачи резцы делятся на правые и левые.
Правыми называют резцы, которыми работают при подаче справа налево, т. е. от задней к передней бабке станка, и у которых соответственно этому главная режущая кромка расположена слева (рис. 7.7а).
Левыми называют резцы, которыми работают при подаче слева направо, т. е. от передней к задней бабке станка. Главная режущая кромка левых резцов расположена справа (рис. 7.7б).
Рис. 7.7. Определение правого (а) и левого (б) резца
Рис. 7.8. Правый (а) и левый (б) отогнутые резцы
Чтобы определить, является ли резец правым или левым, поступают так: накладывают на него ладонью вниз руку таким образом, чтобы пальцы были направлены к вершине резца (рис. 7.7). Правым будет резец, главная режущая кромка которого окажется со стороны большого пальца при наложении правой руки (рис. 7.7а), левым – если главная режущая кромка окажется со стороны большого пальца при наложении левой руки (рис. 7.7б).
По форме головки резцы делятся на прямые и отогнутые. Прямыми (рис. 7.7) называют резцы, у которых ось резца в плане прямая, отогнутыми (рис. 7.8) – резцы, у которых ось резца в плане отогнута вправо или влево.
Отогнутые проходные резцы очень удобны при продольном обтачивании поверхностей, расположенных близко к кулачкам патрона. Кроме того, эти резцы применяют при продольном обтачивании с последующей обработкой торцевой поверхности детали.
По материалу режущей части резцы разделяются на быстрорежущие, твердосплавные, минералокерамические и алмазные.
Быстрорежущие резцы применяют для черновой и чистовой обработки стали на станках сравнительно небольшой мощности.
Задняя бабка токарного станка: устройство, назначение, ремонт
Если посмотреть на чертеж любого агрегата, предназначенного для токарной обработки металлов, можно понять, что конструкция и устройство токарного станка являются почти полностью идентичными для разных моделей установок.
Можно выделить следующие основные узлы любого станка для выполнения токарных работ по металлу – станина, две бабки (передняя и задняя), фартук, суппорт, коробки подач и скоростей, шпиндель, электродвигатель. Все механизмы и части токарного агрегата устанавливаются тем или иным образом на станине. Именно этот узел представляет собой базовый центр станка.
Станина – это продольные стенки в количестве двух штук, которые между собой соединяются поперечными ребрами, увеличивающими общую жесткость установки.
Интересующий нас узел, кроме того, располагает несколькими направляющими, часть из коих имеет призматический вид. Задняя бабка в токарных агрегатах всегда располагается на внутренних направляющих.
По ним она передвигается на требуемое при работе расстояние.
На левом конце станины устанавливается передняя бабка, которая поддерживает заготовку при обработке и придает ей вращение.
На внешней стороне передняя бабка располагает рукоятками еще одной важной части станка – коробки скоростей. Эти рукоятки позволяют выбирать во время работы нужное число оборотов шпиндельного узла.
На табличке, которую прикрепляют к бабке (имеется в виду передняя бабка), есть схематический чертеж с указанием того, каким именно образом нужно поворачивать рукоятку, чтобы выставить требуемые обороты. Шпиндель вращается в подшипниках качения либо скольжения в корпусе бабки.
Данный узел необходим для передачи вращения детали, устанавливаемой на токарный агрегат для обработки.
Крайние направляющие станины (они являются призматическими) строго выверяют на их взаимную параллельность и прямолинейность. По направляющим движется каретка – нижняя часть суппорта.
Если направляющие станка не соответствуют требованиям, указанным выше, детали будут обрабатываться некачественно.
Этот узел дает возможность надежно фиксировать протяженные детали в тех случаях, когда их помещают в обрабатывающий центр.
Кроме того, задняя бабка служит для крепления разных рабочих приспособлений (например, метчиков, разверток, всевозможных видов сверл и т.д.).
Если схема передней бабки всегда одинакова, то задняя бабка может быть нескольких разновидностей. Она может иметь: обычный центр; встроенный вращающийся центр.
Центр, указанный вторым, ставится на те станки, на которых планируется скоростная обработка детали (применяется специальная кинематическая схема).
Задняя бабка в этом случае будет иметь следующую конструкцию: выточенное отверстие в пиноли с коническими роликами и подшипниками в нем.
Подшипник шарикового типа нужен для установки втулки с отверстием в форме конуса. В это отверстие помещается центр.
Упорный шарикоподшипник берет на себя осевое усилие. Втулка не сможет вращаться в тех случаях, когда пиноль соединяется с втулкой специально смонтированным стопорящим приспособлением. Если реализовывается такая кинематическая схема (ее чертеж набросать совсем несложно), задняя бабка может служить в качестве держателя развертки, сверла, любого зенкера и прочего центрового инструмента.
Когда бабка имеет обычный центр, ее корпус находится на плите, установленной на направляющих. В корпусе вырезается отверстие, по которому передвигается (в продольном направлении) гайка с пинолью.
Центр либо хвостовик какого-либо рабочего инструмента вставляют в коническое отверстие на переднем торце пиноли, которую перемещают маховичком. Кроме того, есть возможность смещать пиноль поперечно к плите при помощи винтов.
При обработке детали с пологим конусом такая возможность незаменима.
Шпиндель – это пустотелый стальной вал с отверстием конической формы. Данный узел агрегата по металлу считается самым главным (многие другие основные узлы станка созданы для обеспечения работы шпинделя).
В нем имеется отверстие (коническое), предназначенное для монтажа разнообразных инструментов, оправок и переднего центра (чертеж токарного оборудования указывает, какие именно приспособления можно крепить в указанном отверстии).
При быстрой остановке шпинделя она исключает опасность не контролированного свертывания патрона.
Чтобы узнать, есть такая канавка на той или иной токарной установке, следует тщательно изучить чертеж станка, где указываются все его основные и дополнительные части.
Исправность шпинделя и его правильное вращение являются ключевыми условиями для токарной обработки любой детали.
Важно добиться того, чтобы этот узел не имел в радиальном и осевом направлении в подшипниках ни малейшего люфта, а также слабины.
В тех случаях, когда возникают указанные негативные явления, резцедержатель и инструмент в нем начинают дрожать, что приводит к ухудшению качества обработки.
На большинстве известных агрегатов отечественного производства (например, на станке 1М63 или на станке 1Е61М) вращение шпинделя происходит в подшипниках скольжения. Хотя есть и оборудование с роликовыми и шариковыми подшипниками качения, которые считаются более жесткими и используются по этой причине на станках с большими скоростями обработки заготовок.
Резцедержатель с установленным в него инструментом для обработки деталей перемещается благодаря суппорту в наклонном, поперечном и продольном по отношению к оси агрегата направлении.
Движение рабочему инструменту сообщается на токарных станках как вручную, так и механически.
Если посмотреть на чертеж суппорта стандартной токарной установки, можно понять, каким образом резцедержатель с резцом передвигается:
Резцедержатели (резцовые головки) ставятся сверху суппорта. Конструктивно они могут быть одно- и многоместными. Обычный резцедержатель представляет собой корпус цилиндрической формы с прорезью.
Рабочий инструмент (токарный резец) устанавливают в прорезь, а затем посредством болта закрепляют его. Снизу резцовая головка имеет форму буквы «Т», благодаря чему она без труда входит в паз суппорта (верхней его части).
Существуют и другие варианты крепления резцедержателя.
Понятно, что никакая кинематическая схема функционирования станка для токарной обработки металлических изделий не может быть реализована, если на агрегате отсутствует электродвигатель.
Двигатель может быть: асинхронным; постоянного тока. Электродвигатель асинхронного типа располагает литой чугунной либо алюминиевой станиной, ротором и статором.
В зависимости от установленной на станок модели двигатель способен выдавать несколько скоростей вращения (либо одну).
Обычно электрическая схема токарного станочного оборудования работает за счет двигателя с короткозамкнутым ротором. Коробка передач (как следствие и коробка скоростей, и иные основные электрокомпоненты станка) в данном случае соединяется с «движком» либо посредством ременной передачи, либо напрямую с ротором.
На токарный агрегат может монтироваться и двигатель, позволяющий выполнять изменение скоростей вращения по бесступенчатому принципу.
Он представляет собой устройство с независимым возбуждением, обеспечивающее регулировку частоты вращения в интервале 10 к 1.
Такое оборудование применяется намного реже, так как короткозамкнутый двигатель характеризуется малыми размерами и высоким уровнем экономичности его применения.
Двигатель постоянного тока чаще используется для упомянутого выше бесступенчатого регулирования скоростей шпиндельного узла.
Станину такого мотора делают из стали низкоуглеродистых марок (выбор материала неслучаен, он связан с тем, что станина является магнитопроводом), а сердечники его статора – из электротехнической стали.
Добавим, что двигатель любого вида функционирует в комплексе с другим электрооборудованием, которое монтируется на токарный станок и обеспечивает его бесперебойную эксплуатацию по определенной электрической схеме.
Изучаем токарный станок по металлу: строение механизмов, основные детали, части и узлы
Первый в истории человечества механический токарный станок был изобретен в XVIII веке отечественным умельцем А.К.Нартовым. Уникальность его состояла в наличии суппорта — революционного устройства, освобождающего руки рабочего.
Сегодня на токарных станках обрабатывается до 70% всех металлических деталей. Это один из самых востребованных видов промышленного оборудования.
Постепенно обычные станки вытесняются оборудованием с числовым программным управлением, более эффективным и точным.
Устройство токарного станка
токарный станок по металлу
Чтобы лучше понять принцип работы оборудования изучим строение его главных механизмов:
Устройство передней бабки 
Передняя бабка в разрезе
Передняя бабка металлообрабатывающего станка представляет собой металлическую деталь, обычно из чугуна, в которой располагается переключатель скоростей и главная рабочая часть — шпиндель. На бабке крепится болванка будущей детали. Коробка скоростей принуждает деталь вращаться.
Основной компонент передней бабки — это вал в виде металлической трубки — шпиндель. Вал оканчивается резьбой особого размера для крепления патрона (используются поводковые, а также кулачковые типы) либо планшайбы, которая удерживает деталь. Здесь же находится прорезь в виде конуса для установки переднего центра.
В шпинделе есть сквозное отверстие, сюда вставляют прут при необходимости его обработки. Для вращения шпинделя в передней бабке установлены подшипники, движение передается заготовке. В обычных станках используются подшипники скольжения, а в скоростных — роликовые или шариковые (качения).
Именно от правильного движения шпинделя зависит точность обработки детали на станке.
Подшипники не должны иметь люфта, работать легко и равномерно, удерживать шпиндель крепко и устойчиво. Два подшипника обеспечивают надежное крепление и вращение: задний и передний.
Таблица переключателя вращения шпинделя
На внешней стороне стойки находится переключатель скоростей и информационная таблица. В таблице разъясняется, в какое положение устанавливать переключатель, чтобы получить требуемую скорость (число оборотов за минуту) вращения шпинделя.
Переключение скоростей производится после полной или частичной остановки инструмента, иначе зубчатые колеса передачи быстро выйдут из строя.
Схема гитары 
Гитара станка
Гитара сменных колес это устройство, контролирующее характер шагового движения при нарезке резьбы. Каждый тип нарезки соответствует определенному набору зубчатых сменных колес. Такой механизм можно обнаружить на токарно-винторезном оборудовании старого образца. Он управляет движением резцедержателя.
Устройство коробки подач 
Коробка подач
Коробка подач — одна из основных частей механизма передачи, которая от шпинделя подает движение на суппорт. На этом участке скорость кручения движущихся элементов меняется, благодаря чему суппорт передвигается с необходимой скоростью в поперечном или продольном направлении.
Фартук — преобразовывает вращение вала хода в движение суппорта в обоих направлениях.
Чертеж станины 
Станина
Станина (подставка) — основание машины, обычно выполняется из тяжелого металла (чугуна). Крепится на пару толстых столбов. Верхние части подставки — пара гладких рельс и пара направляющих в виде призмы, по ним перемещаются задняя бабка и суппорт.
Устройство суппорта Суппорт
Чертеж задней бабки Задняя бабка
Задняя бабка нужна чтобы закрепить свободный конец крупной детали из металла во время работы. На нее крепятся и дополнительные инструменты, например, сверла.
Задняя бабка может быть с обычной или крутящейся встроенной серединой. Встроенную крутящуюся середину используют в механизмах для ускоренного резания.
Короб с электрическими частями содержит кнопки, рукоятки и тумблеры для пуска и остановки металлообрабатывающего станка, электромотора, управления устройствами подач и оборотов, надзора над устройством фартука.
Кроме перечисленных частей в механизме токарного станка могут применяться хомуты, цанги, планшайбы, оправки, люнеты. Не в каждом станке присутствуют описанные выше части. Так, в станках для нарезки резьбы на детали нет коробки подач, вместо нее работает гитара и зубчатые колеса. У других устройств узел подач состоит из пары механизмов.
Технические характеристики и принцип работы
Независимо от устройства, станок характеризуется несколькими показателями:
А — передняя бабка, Б — суппорт, В — задняя бабка, Г — станина, Д — основание, Е — фартук, Ж — привод деления и затылования, З — гитара
В крепления на задней бабке устанавливается инструмент, которым будет производиться обработка детали. Бабка перемещается по рельсам станины на расстояние, определяемое длиной обрабатываемой заготовки.
Суппорт располагается между передней и задней бабками, во время работы каретка двигается по рельсам и перемещает резак вдоль заготовки. Устройство резцедержателя зависит от металла детали и степени нагрузки на инструмент. Если работа не слишком сложна, достаточно будет одиночного держателя.
На токарных станках современных моделей обычно устанавливают головки резцов. Это достаточно устойчивое устройство, способное удержать до четырех инструментов одновременно.
В качестве двигателя используется электрический мотор с ременной передачей. Ремень идет от двигателя к шкиву токарного станка, основное внимание следует уделять его натяжке, обеспечивающей хороший ход. Ремень изготавливается из брезентовой ленты, прорезиненной ткани или другого прочного материала.
Видео о том, как правильно выбрать токарный станок по металлу:
Задняя бабка токарного станка. Устройство и технология ремонта
Задняя бабка служит для поддержания обрабатываемой заготовки при обработке в центрах и представляет собой вторую опору.
При сверлении задняя бабка специальным прихватом соединяется с кареткой суппорта и получает от него механическую подачу. Сверло вставляется в пиноль вместо центра.
Задняя бабка должна удовлетворять следующим условиям:
Устойчивость и надежное положение оси задней бабки являются необходимыми условиями для получения удовлетворительных результатов при обработке в центрах и устранения возможности аварий из-за вырывания обрабатываемой детали из центров. Это зависит от закрепления корпуса задней бабки на станине.
Конструкции задних бабок очень разнообразны, но основные принципиальные схемы их имеют много общего. Поэтому, зная принципиальное устройство задней бабки какого-либо универсального токарного станка средних размеров, можно без труда разобраться в конструкции бабок других токарных станков.
Рассмотрим конструкцию задней бабки токарного станка. Корпус задней бабки этого станка, как и большинства станков других типов, состоит из двух деталей: собственно корпуса 1 и основания (плота, мостика) задней бабки 2.
Плот (мостик) пришабривается по направляющим станины, а на верхнюю поверхность его устанавливается корпус.
Плоскости соприкосновения корпуса с плотом пришабриваются так, чтобы ось задней бабки по высоте совпадала с осью шпинделя станка и была ей параллельна.
Параллельность осей достигается за счет пришабривания вертикальной грани направляющего буртика а плота. Боковое совпадение осей достигается перемещением корпуса по плоту при помощи винта с квадратной головкой и гайки.
Корпус крепится к плоту и одновременно к станине при помощи двух болтов 4 и накладки 3.
Достижение совпадения осей шпинделей передней и задней бабок посредством шабровки опорных плоскостей корпуса бабки требует значительной затраты времени.
Поэтому, как правило, при капитальном ремонте совпадение осей передней и задней бабки достигается за счет расточки отверстия под шпиндель задней бабки.
При этом возникает необходимость замены шпинделя задней бабки, который окончательно протачивается по наружному диаметру лишь после расточки корпуса задней бабки.
Шпиндель (пиноль) задней бабки 7 представляет собой пустотелый цилиндр, передний край которого выполнен в виде конуса Морзе в который вставляется центр 6 или сверло, а в задний — гайка 9. При помощи этой гайки и винта 8 с маховиком 10 шпиндель может передвигаться вдоль оси.
Шпонка 5 предохраняет шпиндель от поворота. Шпиндель зажимается рукояткой, которая имеет на конце правую и левую нарезки для зажимных сухарей. При убирании шпинделя полностью в заднюю бабку винт 8 своим торцом упирается в торец центра 6 и выталкивает его из корпуса шпинделя.
Таким образом, в этой конструкции выбивание центра из конуса очень удобно.
У тяжелых станков шпиндель не имеет гайки, нарезка сделана непосредственно на шпинделе, а втулка маховика является гайкой. Из такого шпинделя выбить центр с торца невозможно. Поэтому обыкновенные центры для таких шпинделей не годятся; центры должны быть с нарезкой.
На нарезку навертывается гайка, при помощи которой можно выпрессовывать центр, или на центрах делаются лыски, которые дают возможность ключом повернуть центр и тем самым освободить его из гнезда.
Пользование простыми центрами у этих станков должно быть запрещено, так как они запрессовываются и выбить их можно только ударами кувалды или разогревом шпинделя паяльными лампами. Это приводит к порче конуса шпинделя.
При обработке пологих конусов необходимо смещать центр задней бабки в поперечном направлении. Для этой цели корпус задней бабки и основание связаны друг с другом поперечной шпонкой. Поперечное смещение корпуса бабки относительно основания производится винтами и гайкой.
Задняя бабка токарного станка 1к62. Сборочный чертеж
Задняя бабка токарного станка. Сборочный чертеж. Смотреть в увеличенном масштабе
Задняя бабка токарного станка 16к20. Сборочный чертеж
Задняя бабка токарного станка. Сборочный чертеж. Смотреть в увеличенном масштабе
Ремонт и восстановление задней бабки токарного станка
Притирами обычно ремонтируют малоизношенные отверстия.
При этом высоту центров восстанавливают постановкой на направляющие компенсационных накладок и изготовляют новую пиноль.
При ремонте растачиванием одновременно восстанавливают высоту центров. После расточки отверстие обычно доводят притирами, а пиноль изготовляют большего диаметра.
Акрилопластами восстанавливают как точность посадки пиноли, так и высоту центров. При этом пиноль не изготовляют, а ремонтируют.
Этот способ ремонта наиболее эффективный, так как он требует затрат времени и средств в 3—5 раз меньших, чем в первых двух способах.
Рассматриваемые ниже два варианта ремонта задней бабки наглядно подтверждают выгодность ремонта с применением акрилопластов, в частности стиракрила марки ТШ.
Ремонт корпуса и мостика задней бабки без применения акрилопласта
Последовательность ремонта следующая:
Рассмотренный технологический процесс задней бабки широко применяется на многих заводах, несмотря на значительную его трудоемкость.
Восстановление задней бабки акрилопластом
Восстановление задней бабки акрилопластом весьма прост и эффективен, так как отпадают операции по точной расточке и доводке отверстия корпуса и создается возможность сохранения старой пиноли. Ремонт мостика производят так же, как при ремонте без акрилопласта.
Технологический процесс восстановления отверстия корпуса задней бабки включает следующие операции:
Ремонт пиноли задней бабки
Этот процесс включает операции по шлифованию наружного диаметра и восстановлению конусного отверстия путем установки компенсационной втулки.
Компенсационная втулка (рис. 61, а) имеет цилиндрическую форму снаружи и конус внутри. Втулку часто изготовляют из цементируемой стали, при этом конус закаливают до HRC 58—60. Толщина стенки втулки около наибольшего диаметра конуса принимается от 2 мм и более (в зависимости от диаметра пиноли).
Пекелис Г. Д., Гельберг Б.Т. Л., «Машиностроение». 1970 г.
Передняя шпиндельная и задняя упорная бабки токарного станка: устройство, составные части, регулирование и наладка узлов
За точность установки и обработки детали в токарных станках отвечают специальные узлы — токарные бабки.
Задняя (упорная) бабка — узел токарного станка для фиксации (поджатия) обрабатываемых заготовок с помощью упорного или вращающегося центра, а также для установки режущего инструмента: сверл, зенкеров, разверток.
Устройство бабки токарного станка (шпиндельный узел)
Передняя бабка состоит из шпинделя, установленного в корпус, узла изменения направления вращения и регулировки оборотов, механизма пуска и останова.
Корпус шпиндельного устройства может иметь различную форму, отливается, как правило, из чугуна. В современных станках в жестком корпусе передней бабки имеются точные отверстия для установки передних и задних подшипников шпинделя.
Передача вращательного движения от двигателя к шпинделю осуществляется посредством клиновых ремней и шестерней зубчатой передачи.
В станках токарной группы с ЧПУ энкодер воспринимает вращение шпинделя и преобразует его в электрический импульс, посылаемый в модуль ЧПУ.
В свою очередь, контроллер управляет работой серводвигателя привода для постепенного (не дискретного) регулирования частоты оборотов шпинделя.
Шпиндельный узел, как правило, имеет систему циркуляционной смазки.
Шпиндель передней бабки
Посадочные поверхности торца шпинделя имеют обработку не ниже 6 квалитета (в прецизионных станках значительно выше), при изготовлении поверхность подвергается закалке и шлифовке (Ra не ниже 1,25), а ее наружный диаметр строго концентричен оси вращения. В противном случае радиальное и торцевое биение патрона или другого зажимного устройства, установленного на шпиндель, будут превышать допустимые значения. Это скажется на точности обработки заготовки.
В связи с этим, при замене зажимной оснастки посадочные поверхности шпинделя необходимо оберегать от различного рода повреждений, а также проверять биение вновь установленных патрона или цанги.
Проверка точности
При неудовлетворительных результатах проводят регулировку передней бабки токарного станка: установку оптимальных зазоров в радиально-упорных и упорных подшипниках шпинделя, воспринимающих радиальное и осевое усилие при работе оборудования.
Устройство задней бабки токарного станка
Упорная бабка состоит из плиты (основания, опирающегося на направляющие станины, корпуса со втулкой, в которую установлена рабочая пиноль, маховика (колеса перемещения пиноли)) и рукояток фиксации пиноли и задней бабки. В передней части пиноли имеется коническое отверстие, служащее для установки и фиксации приспособлений и инструмента.
Настройка и регулировка
Регулировка задней бабки токарного станка выполнена на заводе изготовителе. Дополнительная регулировка требуется при ухудшении точности станка.
Заключается она в установке минимальных зазоров в передних и задних подшипниках пиноли (модели с вращающейся пинолью), компенсации люфта между опорными поверхностями упорной бабки и направляющими станины, исключению смещения относительно оси шпинделя.
Геометрическую соосность передней и задней бабок проверяют, зажимая стальной вал длиной 400-500 мм (в зависимости от РМЦ станка) в центрах бабок токарного станка. Стойка с индикаторной головкой, установленная на направляющих станины, перемещается вдоль осевой линии заготовки. После проверки и при необходимости производится настройка задней упорной бабки.
Частота выверки и регулировки станка указана в паспорте на ту или иную модель оборудования. Плановый профилактический осмотр и регулирование бабок станка токарной группы для компенсации износа и обеспечения нормальных зазоров между их рабочими поверхностями обычно рекомендуется проводить раз в полгода.
Наша компания занимается ремонтом и модернизацией токарных станков, узнать об этом подробнее можно в Разделе «Ремонт и модернизация»
Восстановление и ремонт задней бабки токарного станка
Задняя бабка токарного станка – элемент строения, служащий для фиксации заготовки в ходе ее обработки. Этот узел – дополнительная база крепления для детали. В ходе выполнения сверлильных работ, бабка примыкает к узлу суппорта и получает через него подачу механического типа. В этом случае сверло вставляется в пиноль, а не в центр.
Функции задней бабки
Данный элемент конструкции станка отвечает за качество фиксации и обработки деталей. Именно поэтому очень важной его характеристикой должна быть устойчивость. Этот узел предотвращает смещение детали в ходе ее обработки и должна отвечать за корректное местоположение оси центра. К тому же данная деталь отвечает за правильное направление шпинделя и его стабильную фиксацию.
Кроме этих функций, такой узел также должен обладать возможностью оперативной установки на оси станка и опцией точной фиксации детали на обоих центровых отверстиях аппарата. Именно стабильность и устойчивость задней бабки способствуют точной обработке заготовок.
Таким образом, данная деталь также предотвращает возникновение аварийных ситуаций во время эксплуатации станка. В случае неисправного состояния этого узла, деталь может вылететь из центров и повредить станок или ранить оператора.
Несмотря на различия в строении задних бабок у многих станков, схема их работы и производства в большинстве случаев приблизительно одинакова. Исходя из этого, можно сложить общую схему строения этой детали в большинстве станков. Классическая конструкция данного элемента конструкции будет выглядеть следующим образом:
Данный узел обладает отверстием в шпинделе, куда устанавливаются инструменты для работы с заготовками.
Во время эксплуатации станка, узел двигается станиной для подбора походящей дистанции в зависимости от размеров обрабатываемой детали.
Учитывая специфику выполняемых работ, шпиндель можно настроить как на вращающиеся, так и на неподвижные детали. Все передвижения данного узла осуществляются в рамках подготовительных работ.
Узел в устройстве двигается путем зацепления выступа планок. В этом же случае активируется автоматическое передвижение суппорта. Перемещать узел параллельно станине можно посредством специальной рукоятки. Так делают в том случае, если надо закрепить заготовку в центрах, для подводки режущей поверхности к детали и для перемены положения револьверной головки.
В станках с небольшими параметрами, передвижение шпинделя осуществляется посредством специальной шестерни, которая находится в кронштейне. На больших станках узел приводится в движение при помощи электропривода. Передвижение шпинделя осуществляется в направлении оси, и оно не зависит от того, что в нем закреплено – рабочий инструмент или заготовка.
Поскольку задняя бабка – один из наиболее задействованных узлов во время работы, то она довольно часто выходит из строя. Чаще всего приходится восстанавливать нормальное соотношение мостика и станины, регулировать высоту центров и настраивать точность отверстия. Часто ремонта требуют отдельные детали задней бабки: пиноль, элементы управления.
Труднее всего восстановить точность отверстия корпуса и отрегулировать высоту центров. Наиболее эффективный метод исправления большинства поломок задней бабки – акрилопласты. Незначительные дефекты отверстия под пиноль можно ремонтировать посредством притир, но после этого желательно использовать тот же акрилопласт.
Для регулировки высоты центров используют растачивание и восстанавливают их параметры при помощи специальных накладок, которые устанавливают на направляющие. После этого необходимо изготовить новый шпиндель. Посадить его на место следует при помощи все того же акрилопласта.
Ремонт пиноли осуществляется также посредством шлифовальных работ с наружной стороны. Чтобы восстановить конусное отверстие применяют втулку, которая выполняет компенсаторную функцию. Снаружи у этой детали форма цилиндра, и только внутри – конуса. Изготовлена она из каленой стали. Внешней диаметр втулки делают по расточенному отверстию, при этом обязательно оставляют небольшой люфт.
Нередко случается такое, что необходимо ремонтировать отверстие для подшипников. Проще всего осуществить ремонт посредством замены испорченного узла. Затем необходимо подстроить внутренний диаметр в соответствии с наличными подшипниками.
Восстановление акрилопластом
Задняя бабка является одним из ключевых узлов токарного станка.
Именно поэтому каждый оператор подобной установки должен знать строение этой детали, обладать минимальной информацией о наиболее вероятных причинах и «симптомах» ее поломки. Стоит отметить, что хоть самые простые поломки узла и можно устранить самостоятельно, но всегда лучше проконсультироваться со специалистом.
Задняя бабка токарного станка
Данный элемент токарного станка имеет такие основные конструктивные детали:
фото:устройство задней бабки токарного станка
Как правило, плита во всех моделях делается плоской. Во время работы следует обеспечивать максимально надежное крепление. Выступ поперечины необходимо располагать в щели, образуемой направляющими станка.
Задняя бабка токарного станка имеет отверстие в пиноли, куда вставляются инструменты для обработки.
Во время работы она передвигается по станине, чтобы подобрать подходящее расстояние, соответствующее размерам обрабатываемой заготовки. В зависимости от типа работ, в заднюю бабку помещают как вращающиеся детали, так и неподвижные.
Все перемещения осуществляются во время подготовительных процессов, тогда как во время работы этот узел остается неподвижным.
Задняя бабка токарного станка перемещается в тех случаях, когда происходит зацепление выступа планок. Тогда же может включиться автоматическое перемещение суппорта.
Перемещение задней бабки вдоль станины происходит при помощи специальной рукоятки. Это может применяться для установки заготовки в центре устройства, для подведения резца к детали, а также для поворота револьверной головки.
Если станок имеет средние размеры, то перемещение происходит благодаря повороту небольшой шестерни, которая располагается в кронштейне. Она зацепляется с рейкой станка.
Если же размер станка является большим, то эта процедура осуществляется при помощи электрического привода.
Перемещение пиноли осуществляется в осевом направлении. Движение подачи здесь также происходит при помощи осевого перемещения. Здесь нет разницы, закрепляется в пиноли режущий инструмент или обрабатываемая заготовка, так как вращательные движения определятся операциями, которые производятся на станке.
Перед тем как вставить деталь в заднюю бабку, следует ее отрегулировать. В первую очередь нужно определить соосность.
Для этого задняя бабка токарного станка 1К62 подводится к вершине противоположного узла, чтобы расстояние между ними было не более 0,5 мм.
После этого нужно закрепить пиноль и проверить, можно и на глаз, насколько совпадают вершины по горизонтальной плоскости. Если они не совпадают, то регулировка соосности осуществляется путем перемещения задней баки.
Еще один способ регулировки предполагает зажатие заготовки в кулачках с последующим ее протачиванием по диаметру, которые должен совпадать с диаметром пиноли задней бабки. Измерения здесь осуществляются микрометром. На самой пиноли и на проточке индикатор выставляется в нулевом положении.
Чтобы избежать люфтов во время регулировки, все должно быть надежно зажато. Поджатие детали в центрах также должно быть с одинаковым усилием.
Такое пробное протачивание позволяет отрегулировать заднюю бабку для серийной работы с партией деталей и добиться точности до нескольких сотых миллиметров погрешности.
Ремонт задней бабки 16К20 зачастую предполагает восстановление точности сопряжения поверхности корпуса, станины и мостика, а также выставление правильных центров и восстановление точности отверстий в корпусе.
Восстановление отверстий, которые предназначаются под пиноль, является одной из самых трудоемких операций. Их ремонтируют при помощи притира, а также расточек, что требует последующей доводки акриловыми пластами.
Для мало изношенных отверстий подходят обыкновенные притиры, а восстановление центров происходит при помощи компенсационных накладок.
Когда ремонтируют пиноли задней бабки, то здесь применяются операции по шлифовке поверхности наружного диаметра. Для восстановления конусного отверстия используют компенсационную втулку.
Это изделие имеет снаружи цилиндрическую форму, а внутри конусную. Зачастую ее производят из легированной стали, а после этого закаливают.
Наружный диаметр втулки должен изготавливаться по расточному отверстию и при этом иметь небольшой зазор, примерно в 0,05 мм.
На корпусе зачастую приходится ремонтировать отверстия под подшипники. Ремонт осуществляется путем замены корпусов изношенного узла. После этого требуется подогнать внутренний диаметр по имеющимся подшипникам, а также выверить радиальное биение.