Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Передняя и задняя бабки токарного станка

Передняя и задняя бабки токарного станка

За точность установки и обработки детали в токарных станках отвечают специальные узлы — токарные бабки.

Шпиндельная (передняя) бабка — устройство токарного станка, предназначенное для сообщения заготовке вращательного движения. Обрабатываемая деталь закрепляется в кулачки патрона, цангу, планшайбу установленные на переднем торце шпинделя или фиксируется центрами между передней и задней бабками. Частота вращения заготовки и направление могут регулироваться от системы управления.

Задняя (упорная) бабка — узел токарного станка для фиксации (поджатия) обрабатываемых заготовок с помощью упорного или вращающегося центра. На универсальных станках также используется для установки режущего инструмента: сверл, зенкеров, разверток.

Что представляет собой шпиндель для токарного станка

Шпиндель для токарного станка представляет собой вал с отверстием посередине. В него, в отверстие, вставляют заготовки будущих деталей. Изготавливают его из высокопрочной стали, так как на него постоянно ложится большая нагрузка. Теперь немного поподробнее.

Чертеж и конструкция устройства

То, какой конструкции будет шпиндель, зависит от большого перечня факторов. К примеру, от того, какие работы нужно будет выполнить, или от скорости, с которой будет происходить работа. Также в этот перечень можно внести виды станка, так как для разных видов нужен разный шпиндель.

Требования к шпиндельному узлу

В прошлом основным упором для данного узла были подшипники, на которых вращается шпиндель. Отклонение на них достигало около одного микрометра. Сейчас же всё поменялось: теперь требования к современным шпинделям усилились, и они изготавливаются при помощи либо магнитных, либо воздушных опор.

Это позволяет добиться намного лучших результатов, чем при использовании подшипников: теперь отклонения от нормы составляют лишь около двух десятых микрометров, что позволяет работать даже с самыми сложными деталями, не боясь выпустить брак.

Однако, две десятые микрометров не придел. При помощи маховика, который разгоняет шпиндель, можно добиться снижения погрешности до трёх сотых микрометров, что намного меньше предыдущего результата. Правда, такие работы должны выполняться после того, как маховик будет отключен. То есть, работы выполняются за счёт инерции, при помощи которой шпиндель продолжает движение.

Вот список требований, которым должны соответствовать шпиндельные узлы:

  • Точность. Это требование проверяется на основание того, для какого станка нужен шпиндель и применения.
  • Скорость обработки. Шпиндельные узлы вращаются всегда с разной скоростью (это зависит от вида). Если говорить грубо: чем быстрее — тем лучше. От скорости зависит, на каком уровне будет качество выполненной детали.
  • Жёсткость. Здесь всё не так, как со скоростью. То есть, чем ниже — тем лучше. Вычисляется он при помощи соотношения величины прогиба шпинделя и уровня радиального биения. Вычислив получившееся число у двух шпинделей, можно сказать: какой из них лучше.
  • «Время жизни». Этот показатель означает, сколько шпиндель сможет прослужить при выполнении предназначенных работ. Он зависит от того, какой подшипник используется при эксплуатации. Естественно, чем он хуже — тем быстрее сломается шпиндельный узел.
  • Устойчивость к вибрации. Естественно, при работе станок очень много вибрирует, что может привести к браку, если шпиндель не соответствует этому требованию. Если шпиндельный узел плохо переносит вибрацию, то уровень точности при работе будет заметно ниже.
  • Максимальный уровень нагревания. Это — одно из важнейших требований. При работе шпиндельный узел, из-за силы трения, сильно нагревается, а потому иногда ему нужно, так сказать, «отдохнуть» от работы. При сильном нагреве он может начать видоизменятся и поломаться, а потому нужно выбирать самый устойчивый к высокой температуре.
  • Максимально переносимый вес. Благодаря этому требованию можно определить — какого веса инструменты можно закреплять на шпиндельном узле. Также от этого показателя зависит размер используемого инструмента.
Читать еще:  Как правильно провести диагностику высоковольтных проводов системы зажигания

Учитывая все эти требования, которые предъявляют к шпинделю можно выбрать максимально хороший и подходящий для работ шпиндельный узел.

Назначение и принцип действия

Самым главным и, как следствие, основным назначением шпиндельного узла является закрепление на нём патрона, который в свою очередь предназначенных для зажима заготовки будущей детали.

Коробка 16К20М

Сегодня я расскажу про станок 16К20М — это модификация очень распространенного универсального токарно-винторезного станка 16К20.

Коробка 16К20М Главное отличие коробки скоростей станка 16К20М от своего «прародителя» — это конструкция шпиндельного узла.

Напомню, что на «классике» 16К20 шпиндель установлен на таких подшипниках: спереди 3182120 4-й класса и сзади 46216Л 5-го класса.

А вот на рассматриваемом станке 16К20М шпиндель устанавливается на подшипнике 697920Л 2-го класса спереди и 17716Л 2-го класса сзади.

На рисунке внизу — объединенная схема расположения подшипников станков 16К20 и 16К20М. Для станка 16К20М следует смотреть на схему в верхней части (номера позиций 100 и 101).

Добавление от 28.08.2011: фото — коробка станка 16К20М, со шпиндельными подшипниками 697920Л спереди и 17716Л сзади

Производство выбирает недорогое решение для гибки и отгибки — гибочный станок ручной.

Особенности конструкции шпинделя

Ключевой конструктивной особенностью шпинделя любого типа является использование в конструкции опорных подшипников, удерживающих вал в рабочем положении (горизонтальном или вертикальном) и предотвращающих его радиальное биение. Дешёвые шпиндели комплектуются, как правило, самыми простыми подшипниками качения. Узлы, к которым предъявляются жёсткие требования по минимизации радиальных биений, оснащаются гидродинамическими подшипниками скольжения. В высокоскоростных прецизионных станках применяются гидростатические и магнитные опоры, обеспечивающие осевые отклонения не более 0,5 мкм. Такие подшипники используются сегодня в большинстве машин с ЧПУ.

Другая особенность конструкции шпинделя состоит в наличии собственной системы охлаждения. Поскольку шпиндель механически непосредственно сопряжён с обрабатываемой заготовкой или инструментом, то выделяемое в процессе металлообработки тепло поглощается зажимным устройством и валом, что вызывает температурные деформации компонентов шпинделя. Этот эффект предотвращает смазочно-охлаждающая жидкость, омывающая специальные технологические полости внутри шпинделя, за счёт чего устраняются условия возникновения деформаций.

Современные виды шпинделей.

На современном рынке доступно большое количество шпинделей. Системы охлаждения, технология приведения в движение ротора, способ фиксации режущего инструмента и регулирования питания мотора тоже может отличаться. Поэтому лучше всего классифицировать все шпиндели, доступные в продаже, по типу обрабатываемых материалов. Возможности каждого устройства обусловлены их техническими характеристиками.

Шпиндели мощностью 0,8 кВт применяются для обработки ювелирных изделий, для создания гравировок, порезки пластиковых деталей до 5 мм толщиной,

Высокоскоростные шпиндели мощностью от 1,2 кВт могут используют с качественными твердосплавными фрезами для обработки металлических изделий. Для работы с тонкими прочными фрезами всегда используются шпиндели со скоростью вращения 30 000 об/мин.

Шпиндели мощностью 1,5 кВт используются для обработки сувениров, создания неглубоких фрезеровок на латунных и алюминиевых предметах

Шпиндели на 4 кВт применяются при резке твердых материалов.

Классификация шпинделей приведена в таблице 1.

На долю упругих перемещений устройств, крепления инструмента или детали приходится 30. 50 % общей деформации. Например, на токарном станке со шпинделем диаметром d — 110 мм деформация распределялась следующим образом: 16 % шпиндель; 28 % опора; 36 % кулачковый патрон. Деформация шпиндельного узла многоцелевого станка с диаметром шпинделя 80 мм распределялась: 37 % шпинделя с опорами; 11 % оправки; 52 % конического соединения шпинделя с оправкой.

Читать еще:  Методика приготовления полистиролбетона (пенополистиролбетона) на основе SDO.

Достигнутая статическая жесткость составляет (4. 5)d Н/мкм (d в мм). Статическая жесткость сильно зависит от диаметра d шпинделя (в четвертой степени), длины консоли а конца шпинделя (в третьей степени) и мало зависит от расстояния b между опорами, причем увеличение b сверх оптимального значения лучше, чем его уменьшение. Назначение размеров шпинделя (диаметров, длины переднего конца) производится с учетом силовых и скоростных характеристик станка. Статистические данные позволяют практически однозначно связать размеры переднего конца с основным размером станка. Принятые соотношения диаметра шпинделя и основного размера станка приведены ниже:

Выбор вида охлаждения

Охлаждать зону вращения требуется, чтобы увеличить срок эксплуатации. Есть два типа.

Водяное (жидкостное)

  • Они очень тихие – жидкость поступает почти бесшумно. Но при этом есть еще один громкий звук от движения крыльчатки.
  • Наличие контура, которые включает систему трубок, емкость, помпу. Нужно постоянно контролировать подачу влаги и ее температуру.
  • Может работать на низких оборотах.

Воздушное

  • Сильный и не самый приятный звук.
  • Может происходить разлет стружек под воздействием струи воздуха.
  • Необходимо с одинаковыми промежутками заниматься прочисткой рубашки, где забиваются частички металла.
  • Требуется очень тщательно следить за температурой, идеально – установить датчик с сигналом, потому что весь аппарат очень чувствителен к перегреву.

В результате рекомендуем применять воздушный вариант при работе с мягкими материалами, но когда заготовка из прочного металла, лучше применять жидкостное охлаждение.

Конструкция шпинделя

Классическая конструкция этого компонента включает следующие элементы:

  • вал;
  • опоры;
  • концевое зажимное устройство (патрон, цанга и пр.);
  • приводной узел.

Нужно отметить, что конструкции шпинделей постоянно совершенствуются, и, к примеру, в некоторых из них отсутствует приводной узел. Такие шпиндели не получают вращательный момент от двигателя, а сами являются ротором асинхронного электромотора, помещённым внутрь цилиндрического корпуса со статорной обмоткой.

Образцы деталей, обрабатываемых на патронных автоматах и полуавтоматах

Обозначения многошпиндельных автоматов и полуавтоматов:

  • Первая цифра в обозначении — группа: 1 — станок токарной группы
  • Вторая цифра в обозначении — подгруппа: 2 — многошпиндельный автомат или полуавтомат
  • Последнее число: диаметр обработки прутков, например: 16, 25, 40, 65, 90
  • Буква в обозначении: поколение станка (серия и т.д.), например: Б.
  • Буква в обозначении: П — патронный автомат (полуавтомат)
  • Последняя буква К означает, что этот станок имеет повышенную точность по ГОСТ 8—82Е
  • Последнее число через дефис: количество шпинделей, например: 4, 6, 8

Отличительной особенностью многошпиндельных автоматов и полуавтоматов является наличие нескольких одновременно работающих шпинделей.

Многообразие выполняемых на станках операций позволяет в ряде случаев осуществить обработку сложной детали за один цикл, исключив доработку на других станках. Конструктивной особенностью автоматов является оригинальный привод продольного суппорта с изменением рабочего хода без смены кулаков, что значительно облегчает переналадку. Ускорению наладки и сокращению физического труда способствует специальный наладочный привод.

На шестишпиндельных автоматах достигается высокая производительность обработки за счет одновременной работы всех шпинделей и многоинструментальной наладки. Одновременно обрабатываются шесть прутков. Шпиндельный барабан периодически поворачивается на 60°, и шпиндели изменяют свое положение (позицию), а, следовательно, и режущий инструмент, который обрабатывает деталь. В последней позиции VI происходит отрезка готовой детали и набор прутка для обработки следующей.

Читать еще:  Как приварить петли на ворота самостоятельно?

Каждая позиция обслуживается поперечным и продольным суппортами, а последние четыре позиции дополнительными устройствами с независимой от остальных суппортов и устройств подачей. Кроме того, в пяти позициях (II, III, IV, V, VI) могут устанавливаться инструментальные шпиндели, вращающие инструмент (сверла, развертки, метчики и т. д.) с независимой от рабочих шпинделей скоростью, что дает возможность применять различные устройства, требующие изменения скорости резания.

Все поперечные суппорты столового типа и управляются от сменных кулаков непосредственно. Подачи поперечных и продольного суппортов регулируются в бесступенчатом диапазоне.

Жесткая конструкция этих автоматов обеспечивает неизменно точную обработку при высокой производительности резания. Многочисленные дополнительные приспособления, как например, многогранное токарное, многошпиндельное сверлильное (головка) и другие в значительной мере расширяют область применения этих автоматов в народном хозяйстве.

Автомат может быть встроен в автоматическую линию.

Управление автоматом при помощи электромагнитных муфт и командоаппарата.

Для удаления стружки из автомата применяется шнековый транспортер.

Возможности станков, повышающие точность обработки и обеспечивающие высокую экономическую эффективность:

  • точение цилиндров и конусов с продольного суппорта, канавок в отверстиях на торцах, камер в отверстиях, сферических и криволинейных поверхностей
  • сверление глубоких отверстий небольших диаметров, отверстий, перпендикулярных оси детали, нескольких отверстий на торце детали
  • обеспечение необходимой скорости резания осевым инструментом независимо от частоты вращения шпинделя
  • развертывание отверстий
  • фрезерование пазов, лысок на торце детали, шпоночных пазов, шлицев
  • закрепление заготовок: патроны кулачковые, цанговые зажимные и разжимные, поршневые самоустанавливающиеся зажимные, специальные однокулачковые, многолепестковые, поворотные, с перекантовкой заготовки
  • нарезание, фрезерование, накатка резьб
  • обработка детали со стороны отрезки
  • поддержка длинной детали при отрезке
  • контроль износа и автоматическая подналадка режущего инструмента

Электрическая часть токарного станка

Все современные токарные и токарно-винторезные станки по металлу, отличающиеся достаточно высокой сложностью своей конструкции, приводятся в действие при помощи привода, в качестве которого используются электродвигатели различной мощности. Электрические двигатели, устанавливаемые на такие агрегаты, могут быть асинхронными или работающими от постоянного тока. В зависимости от модели двигатель может выдавать одну или несколько скоростей вращения.

Электрическая схема токарного станка 1К62 (нажмите для увеличения)

На большинстве моделей современных токарных станков по металлу устанавливаются двигатели с короткозамкнутым ротором. Для передачи крутящего момента от двигателя элементам коробки передач станка может использоваться ременная передача или прямое соединение с его валом.

На современном рынке также представлены модели токарных станков, на которых скорость вращения шпинделя регулируется по бесступенчатой схеме, для чего используются электродвигатели с независимым возбуждением. Регулировка скорости вращения вала такого двигателя может осуществляться в интервале 10 к 1. Однако из-за больших габаритов и не слишком экономичного потребления электроэнергии применяются такие электродвигатели крайне редко.

Двухскоростной двигатель со шкивом под плоский ремень передачи

Как уже говорилось выше, в качестве привода токарных станков могут использоваться и электродвигатели, работающие на постоянном токе. Именно такие электродвигатели, отличающиеся большими габаритами, обеспечивают бесступенчатое изменение скорости вращения их выходного вала.

Электродвигатель является основной частью электрической системы любого токарного станка, но она также включает в себя массу дополнительных элементов. Все они, функционируя в комплексе, обеспечивают удобство управления станком, а также эффективность и качество технологических операций, которые на нем выполняются.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×