Токарные станки: Устройство, операции и виды — Полное руководство с PDF

Будучи механическим инженером, вы наверняка сталкивались с токарным станком или слышали о нем. Этот станок можно назвать самым популярным среди механиков благодаря своей универсальности.
Это The Mechanical Post, и сегодня вы прочитаете о том, что такое токарный станок, его узлы, операции, важные термины и виды.
PDF по токарному станку можно скачать в конце статьи.

Токарный станок — важнейший станок, широко применяемый в машиностроении. Его универсальность делает его незаменимым.

Со временем, во время промышленной революции, были изобретены металлорежущие токарные станки.

Что такое токарный станок?

Токарный станок — это металлорежущий станок, который удерживает заготовку между жесткими опорами. Он удаляет материал, вращая заготовку против режущего инструмента, который снимает металл в виде стружки.

В наши дни широко известны станки с ЧПУ — автоматизированные токарные станки.

На токарном станке можно выполнять множество операций: сверление, нарезание резьбы, точение, ступенчатое точение, заделка торцов, конусное точение и др.

Основные узлы токарного станка

1. станина (Lathe Bed)

Станина — основа станка. На её концах закреплены передняя и задняя бабки, а каретка покоится на станине и движется по ней. Станина — направляющий элемент, поэтому она должна:

• Быть достаточно жесткой для предотвращения деформаций;
• Иметь достаточную массу, глубину и ширину для гашения вибраций;
• Сопротивляться кручению;
• Материал станины должен иметь высокую предельную прочность на сжатие, быть износостойким и гасить вибрации. Для этого используют чугун, легированный никелем и хромом.

2. Передняя бабка (Headstock)

Передняя бабка закреплена на внутренних направляющих на левом конце станины. Состоит из полого шпинделя и механизма привода и управления скоростью шпинделя.

3. Картечь (Chuck)

Один конец шпинделя соединен с передней бабкой, другой — с картечью. Картечь — зажимное устройство для заготовки. Шпиндель вращает картечь, скорость регулируется органами управления на передней бабке. Наиболее распространены четырехщекочная и трехщекочная (универсальная) картечи.

4. Задняя бабка (Tailstock)

Задняя бабка расположена на внутренних направляющих на правом конце станины. Её два основных назначения:

• Поддержка свободного конца заготовки;
• Установка инструмента для операций: сверления, растачивания, нарезания резьбы и др.

5. Ведимая винт (Lead screw)

Ведимый винт — наружно резьбовой вал с трапецеидальным профилем резьбы. Преобразует вращательное движение в поступательное. Используется для нарезания резьбы. Именно ведимый винт обеспечивает автоматическое перемещение каретки при нарезании резьбы.

6. Шток подачи (Feed rod / Feed shaft)

Шток подачи — цилиндрический стержень под ведимым винтом. Внешней резьбы нет. Служит для перемещения каретки влево-вправо вдоль станины.

7. Каретка (Carriage)

Каретка имеет несколько частей для опорки, перемещения и управления режущим инструментом:

• Седло (Saddle);
• Поперечный ползун (Cross-slide);
• Косой ползун (Compound slide);
• Установочная головка (Tool post);
• Апрон (Apron).

8. Седло (Saddle)

Седло — H-образная литьевая деталь, надеваемая на станину и скользящая по направляющим. Несет поперечный ползун и установочную головку.

9. Поперечный ползун (Cross slide)

Поперечный ползун — литьевая деталь, обрабатываемая снизу для крепления к седлу. Перемещает инструмент перпендикулярно оси заготовки.

10. Косой ползун (Compound slide)

Косой ползун установлен на поперечном ползуне и используется для угловых срезов и коротких конусов.

11. Установочная головка (Tool post)

Располагается на вершине косого ползуна для надежного закрепления инструмента и его установки в рабочее положение.

12. Апрон (Apron)

Крепится к седлу и нависает над лицевой стороной станины. Содержит шестерни, сцепления и рычаги для ручного и механического управления кареткой.

Рекомендуем посмотреть анимированное видео для лучшего понимания конструкции токарного станка.

13. Механизм подачи (Feed Mechanism)

Подача — движение инструмента относительно заготовки. У токарного инструмента три вида подачи:

• Продольная (по длине);
• Поперечная (по глубине);
• Угловая (для конуса).

Принцип работы токарного станка

via Gfycat

Оператор разжимает щеки картеча, устанавливает заготовку и крепко зажимает её карточным ключом.

Картечь соединена с двигателем через шестеренную или ременную передачу, обеспечивая вращение заготовки. Инструмент подается к вращающейся заготовке, режущий инструмент жестко закреплен и поддержан.

Инструмент подается параллельно, перпендикулярно или под углом к оси заготовки. Заготовке придают нужную форму удалением материала в виде стружки. На токарном станке заготовка вращается, а инструмент движется в продольном, поперечном и косом направлениях.

Операции на токарном станке

Основные операции:

• Цилиндрическое точение
• Плечевое точение
• Фасовка
• Нарезание резьбы
• Заделка торца
• Роллование
• Надфилывание
• Конусное точение
• Экцентриковое точение
• Полировка
• Нарезание канавок
• Валкование (спининг)
• Накручивание пружин
• Формообразование
• Сверление
• Растачивание
• Расточка
• Развертывание
• Контрразвертывание
• Нарезание внешней резьбы
• Нарезание внутренней резьбы
• Резьбление (гайковертание)
• Подточка
• Отрезание

Специальными приспособлениями можно выполнять:

• Шлифование
• Фрезерование

Важные термины токарного дела

Скорость резания

Скорость резания — скорость, с которой режущий инструмент удаляет металл с заготовки.

Подача

Подача — расстояние, на которое инструмент продвигается за один оборот заготовки. Выражается в мм/об.

Глубина резания

Глубина резания — перпендикулярное расстояние от поверхности инструмента до поверхности заготовки.
Глубина резания = d1 - d2 / 2

Где:
d1 — диаметр поверхности до обработки
d2 — диаметр после обработки
Глубина резания обратно пропорциональна скорости резания.

Виды токарных станков

• Быстродельный (Speed Lathe)
• Винторезной (Engine Lathe)
• Настольный (Bench Lathe)
• Инструментальный (Toolroom Lathe)
• Револьверные и карусельные (Capstan and Turret Lathe)
• Специальные токарные станки
• Токарные станки с ЧПУ (CNC lathe)

---

Это обзор токарного станка. Если статья понравилась, оставьте комментарий и поделитесь с коллегами!
Также подпишитесь на обновления — нажмите кнопку подписки и не пропустите новые посты!
До встречи — продолжайте учиться и читайте The Mechanical Post!