Верхние салазки токарного станка. Самодельный токарный станок по металлу своими руками: изготовление и эксплуатация

Суппорт токарного станка предназначен для закрепления на нем режущего инструмента и сообщения ему движения подачи при обработке.

Нижняя плита 1 cуппорта (рис. 7), называемая кареткой или продольными салазками, перемешается по направляющим станины механически или вручную. Резец при этом движется в продольном направлении (это и есть продольная подача). На верхней поверхности каретки имеются поперечные направляющие 12 в форме ласточкина хвоста, расположенные перпендикулярно к направляющим станины. На направляющих 12 перемещаются поперечные салазки 3 суппорта, посредством которых резец получает движение, перпендикулярное к оси шпинделя.

Рис 7. Суппорт токарно-винторезного станка

На верхней поверхности поперечных салазок 3 расположена поворотная плита 4 суппорта, которая закрепляется после поворота гайкой 10.

На верхней поверхности поворотной плиты расположены направляющие 5, по которым при вращении рукоятки 13 перемещается верхняя плита 11-верхние салазки суппорта.

Резцедержатели и резцовые головки

На верхней части суппорта устанавливают резцедержатель или резцовую головку для закрепления резцов .

Рис 8 - Резцедержатели

На мелких и средних станках применяют одноместный резцедержатель 5 (рис. 8, а). Нижняя часть 1 резцедержателя, имеющая Т-образную форму, закрепляется на верхней части суппорта гайкой, 4. Для регулирования положения режущей кромки по высоте центров в резцедержателе имеется подкладка 2, нижняя сферическая поверхность которой опирается на такую же поверхность колодки резцедержателя. Закрепляют резец в резцедержателе двумя болтами 3.

На крупных токарных станках применяют одноместные резцедержатели (рис. 8, б). В этом случае резец устанавливают на поверхность 7 верхней части суппорта и закрепляют планкой 2, затягивая гайку 4. Для предохранения болта 3 от изгиба планка 2 поддерживается винтом 5, 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 7).

Резцовая головка 6 устанавливается на верхней части суппорта 11; в ней 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 головку необходимо открепить, повернув рукоятку 9, связанную с гайкой, сидящей на винте 7. После каждого поворота головку нужно снова зажать рукояткой 9.

Суппорт токарного станка

Ремонт суппорта токарного станка

Оснащение металлорежущих станков суппортами, стало одним из величайших достижений машиностроительной индустрии XIX столетья. Суппортом называется подвижная часть агрегата, удерживающая металлообрабатывающий инструмент. В процессе обработки заготовки, суппорт передвигается по направляющим токарного станка, перемещая резец автоматически, либо ручным способом. Несмотря на видимую незатейливость, данный механизм сыграл важную роль в удешевлении станочных агрегатов, а также в дальнейшем их усовершенствовании.

Основными компонентами суппорта выступает каретка, продольные салазки, перемещающиеся по направляющим каретки (нижних салазок), верхние салазки резцедержатель, поворотная плита, привод, приводящий механизм в движение. Суппорты различаются по принципу расположения на станке, по направленности и особенностям перемещения (поперечные, продольные, качающиеся) и по виду конструкции резцовой головки (резцовые или револьверные).

Состояние направляющих суппорта определяет точность обработки изделия. В ходе эксплуатации станка, наряду с другими узлами машины, рабочие поверхности и комплектующие суппорта неизменно изнашиваются, в результате чего, станок утрачивает функциональность. Ремонт суппорта токарного станка может входить в состав операций, выполняемых при капитальном ремонте оборудования, либо являться самостоятельным мероприятием, направленным на устранение неисправностей механизма (см. " ").

Одной из наиболее трудоемких процедур, выступает восстановление направляющих каретки. Цель работы состоит в возврате параллельности и перпендикулярности поверхностей направляющих по отношению к соответствующим плоскостям, восстановлении соосности всех совмещаемых отверстий. При этом, важно сохранить полноценное зацепление шестерней фартука с аппаратурой механической подачи.

Ремонт суппорта токарного станка, связанный с восстановлением направляющих, относится к ответственным и сложным мероприятиям, требующим применения специального высокоточного оборудования. В наше конструкторское бюро поступают, как правило, токарные станки тяжелого и среднего класса, которые нуждаются не только в реставрации суппорта, но и в выполнении ремонтных работ, объединенных с другими узлами и механизмами агрегата. В подавляющем большинстве случаев, речь идет о капитальном ремонте.

Суппорт - важная часть токарного станка, фактически, выполняющая функцию руки рабочего, удерживающего резец и, перемещающего его вдоль заготовки. Правильное обслуживание механического держателя, позволит продлить срок его службы и издержать серьезных проблем с ремонтом.

Уход за суппортом подразумевает периодическую регулировку зазоров в направляющих, устранение люфтов, своевременную очистку или замену набивки сальников, регулярную смазку салазок и защиту их от механических повреждений.

Одним из важнейших достижений машиностроения в начале XIX века стало распространение металлорежущих станков с суппортами - механическими держателями для резца. Каким бы простым и, на первый взгляд, незначительным не казался этот придаток к станку, можно без преувеличения сказать, что его влияние на усовершенствование и распространение машин было так же велика, как влияние изменений, произведенных Уаттом в паровой машине. Введение суппорта разом повлекло за собой усовершенствование и удешевление всех машин, дало толчок к новым усовершенствованиям и изобретениям. Суппорт предназначен для перемещения во время обработки режущего инструмента, закрепленного в резцедержателе. Он состоит из нижних салазок (продольного суппорта) 1, которые перемещаются по направляющим станины с помощью рукоятки 15 и обеспечивают перемещение резца вдоль заготовки. На нижних салазках по направляющим 12 перемещаются поперечные салазки (поперечный суппорт) 3, которые обеспечивают перемещение резца перпендикулярно оси вращения заготовки (детали). На поперечных салазках 3 расположена поворотная плита 4, которая закрепляется гайкой 10. По направляющим 5 поворотной плиты 4 перемещаются (с помощью рукоятки 13) верхние салазки 11, которые вместе с плитой 4 могут поворачиваться в горизонтальной плоскости относительно поперечных салазок и обеспечивать перемещение резца под углом к оси вращения заготовки (детали). Резцедержатель (резцовая головка) 6 с болтами 8 крепится к верхним салазкам с помощью рукоятки 9, которая перемещается по винту 7. Привод перемещения суппорта производится от ходового винта 2, от ходового вала, расположенного под ходовым винтом, или вручную. Включение автоматических подач производится рукояткой 14.

Устройство поперечного суппорта показано на рисунке внизу. По направляющим продольного суппорта 1 ходовым винтом 12, оснащенным рукояткой 10, перемещаются салазки поперечного суппорта. Ходовой винт 12 закреплен одним концом в продольном суппорте 1, а другим - связан с гайкой (состоящей из двух частей 15 и 13 и клина 14), которая крепится к поперечным салазкам 9. Затягивая винт 16, раздвигают (клином 14) гайки 15 и 13, благодаря чему. выбирается зазор между ходовым винтом 12 и гайкой 15. Величину перемещения поперечного суппорта определяют по лимбу 11. К поперечному суппорту крепится (гайками 7) поворотная плита 8, вместе с которой поворачиваются верхние салазки 6 и резцедержатель 5. На некоторых станках на поперечных салазках 9 устанавливается задний резцедержатель 2 для проточки канавок, отрезки и других работ, которые могут быть выполнены перемещением поперечного суппорта, а также кронштейн 3 с щитком 4, защищающим рабочего от попадания стружки и смазочно-охлаждающей жидкости.

Токарные станки по металлу, в общей своей массе, имеют примерно схожую компоновку — схему расположения узлов. В этой статье мы перечислим и опишем основные узлы, принцип их работы и назначение.

Основными узлами являются:

станина;
передняя бабка;
шпиндель;
механизм подачи;
суппорт;
фартук;
задняя бабка.

Видео-урок об устройстве токарных станков по металлу

Станина

Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2 вертикальных рёбер. Между ними находятся несколько поперечных перекладин, обеспечивающих жёсткость и неколебимость статора.

Станина располагается на ножках, их количество зависит от длины станины. Конструкция ножек-тумб такова, что в них могут храниться необходимые для работы станка инструменты.

Верхние поперечные рейки станины служат направляющими для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Сравнивая схемы станков, легко заметить, что в некоторых конструкциях используются направляющие 2 видов:

призматические для перемещения суппорта;
плоская направляющая для хода задней бабки. В очень редких случаях её заменяет призматического типа.

Передняя бабка

Детали, расположенные в передней бабке служат для поддержки и вращения заготовки, во время её обработки. Здесь же находятся узлы, регулирующие скорость вращения детали. К ним относятся:

шпиндель;
2 подшипника;
шкив;
коробка скоростей, отвечающая за регулировку скорости вращения.

Основная деталь передней бабки в устройстве токарного станка – шпиндель. С правой его стороны, обращённой в сторону задней бабки, есть резьба. К ней крепится патроны, удерживающие обрабатываемую деталь. Сам шпиндель устанавливается на два подшипника. Точность работ, выполняемых на станке, зависит от состояния шпиндельного узла.

Коробка скоростей вид сверху

В передней бабке находится гитара сменных шестерен, которая предназначается для передачи вращения и крутящего момента с выходного вала коробки скоростей на вал коробки подач для нарезания различных резьб. Наладка подачи суппорта осуществляется путем подбора и перестановки различных зубчатых колес.

Гитара сменных шестерен токарного станка Optimum Гитара советского токарного станка по металлу

Маловероятно, что ещё можно встретить устройство токарного станка по металлу с монолитным шпинделем. Современные станки имеют полые модели, но это не упрощает требований предъявляемых к ним. Корпус шпинделя должен выдерживать без прогибов:

детали с большим весом;
предельное натяжение ремня;
нажим резца.

Особые требования предъявляются к шейкам, на которые устанавливаются в подшипники. Шлифовка их должна быть правильной и чистой, шероховатость поверхности не более Ra = 0,8.

В передней части отверстие имеет конусную форму.

Подшипники, шпиндель и ось должны при работе создавать единый механизм, не имеющий возможности создавать лишних биений, которые могут получаться при неправильной расточке отверстия в шпинделе или небрежной шлифовке шеек. Наличие люфта между подвижными частями станка приведут к неточности в обработке заготовки.

Устойчивость шпинделю придают подшипники и механизм регулировки натяга. К правому подшипнику он крепится посредством расточенной, по форме шейки, бронзовой втулки. Снаружи её расточка совпадает с гнездом на корпусе передней бабки. Втулка имеет одно сквозное отверстие и несколько надрезов. Крепится втулка, в гнезде передней бабки гайками, накрученными на её резьбовые концы. Гайки крепления втулки используются для регулировки натяга разрезного подшипника.

За изменение скорости вращения отвечает коробка скоростей. Справа к шкиву присоединяется зубчатая шестерня, справа от шкива шестерня насажена на шпиндель. За шпинделем имеется валик со свободно вращающейся втулкой с ещё 2 шестернями. Через шейку, закреплённому в кронштейнах валику, передаётся вращательное движение. Разный размер шестерней позволяет варьировать скорость вращения.

Перебор увеличивает количество рабочих скоростей токарного станка вдвое. Строение токарного станка по металлу с использованием перебора позволяет выбрать среднюю скорость между базовыми. Для этого достаточно перекинуть ремень с одной передачи на следующую или установить рычаг в соответствующее положение, в зависимости от конструкции станка.

Шпиндель получает вращение от электродвигателя через ременную передачу и коробку скоростей.

Механизм подачи

Механизм подачи сообщает суппорту необходимое направление движения. Задаётся направление трензелем. Сам трензель находится в корпусе передней бабки. Управление им происходит посредством наружных рукояток. Кроме направления можно изменять и амплитуду движения суппорта при помощи сменных шестерней разного количества зубьев или коробки подач.

В схеме станков с автоматической подачей имеются ходовые винт и валик. При проведении работ высокой точности исполнения используется ходовой винт. В остальных случаях – валик, что позволяет дольше сохранить винт в идеальном состоянии для выполнения сложных элементов.

Верхняя часть суппорта – место крепления резцов и другого токарного инструмента, необходимого для обработки различных деталей. Благодаря подвижности суппорта резец плавно перемещается в направлении, необходимом для обработки заготовки, от места, где суппорт с резцом и располагался в начале работы.

При обработке длинных деталей ход суппорта вдоль горизонтальной линии станка должен совпадать с длиной обрабатываемой заготовки. Такая потребность определяет возможности суппорта передвигаться в 4 направлениях относительно центральной точки станка.

Продольные движения механизма происходят по салазкам – горизонтальным направляющим станины. Поперечная подача резца осуществляется второй частью суппорта, передвигающейся по горизонтальным направляющим.

Поперечные (нижние) салазки служат основой поворотной части суппорта. С помощью поворотной части суппорта задаётся угол расположения заготовки относительно фартука станка.

Фартук

Фартук, как и передняя бабка, скрывает за своим корпусом необходимые для приведения в движение механизмов станка узлы, связывающие суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Рукоятки управления механизмами фартука вынесены на корпус, что упрощает регулировку хода суппорта.

Задняя бабка подвижная, она используется для закрепления детали на шпинделе. Состоит из 2 частей: нижней – основной плиты и верхней, удерживающей шпиндель.

Подвижная верхняя часть движется по нижней перпендикулярно горизонтальной оси станка. Это необходимо при точении конусообразных деталей. Через стенку бабки проходит вал, он может поворачиваться рычагом на задней панели станка. Крепление бабки к станине производится обычными болтами.

Индивидуален по своей компоновке каждый токарный станок, устройство и схема могут несколько отличаться в деталях, но в малых и средних станках такой вариант встречается наиболее часто. Компоновки и схемы тяжёлых больших токарных станков отличается в зависимости от их назначения, они узкоспециализированные.

В тех ситуациях, когда токарное оборудование вышло из строя, совершенно не обязательно приобретать новый дорогостоящий агрегат. После грамотного ремонта вновь будут в состоянии качественно и эффективно выполнять все технологические операции по обработке металла. Прежде чем разбираться в таком процессе, как ремонт токарного станка, необходимо вспомнить, что собой представляет и как устроено оборудование для ее осуществления.

Далеко не всегда есть возможность покупать новое оборудование. Выход один — ремонт

Особенности токарной обработки и устройство станка

При осуществлении токарной обработки решается задача по уменьшению диаметра заготовки, которая совершает вращательное движение, будучи закрепленной в шпинделе станка. Снятие слоя лишнего металла (за счет чего и происходит уменьшение диаметра заготовки) выполняет резец, оснащенный режущей кромкой.

Он может совершать перемещения в продольном (подача) и поперечном направлениях. Устанавливая параметры этих движений (вращение, продольное и поперечное перемещение режущего инструмента), можно регулировать толщину слоя снимаемого металла и форму стружки и воздействовать на качество выполняемой обработки.

К основным конструктивным узлам относят:

несущую станину с направляющими, по которым происходит перемещение и его суппорта;
переднюю бабку, расположенную с левой части станины (важнейшими конструктивными элементами передней бабки являются шпиндельный узел и патрон, в котором фиксируется обрабатываемая на станке заготовка);
коробку передач, смонтированную на передней части станины;
непосредственно сам суппорт, на котором имеются салазки для обеспечения поперечного перемещения режущего инструмента;
резцедержатель, который перемещается по поперечным салазкам суппорта.

Перечисленные узлы, нуждающиеся в регулярном техническом обслуживании и иногда – в ремонте, могут иметь различные модификации, что определяет назначение и функциональные возможности станка (многорезцовый, токарно-револьверный и др.).

Необходимость ремонта и подготовка к нему

Наиболее распространенными ситуациями, в которых требуется уже не техническое обслуживание, а ремонт токарного агрегата, являются износ направляющих, подшипников, выход из строя вилок, которые переключают элементы зубчатых соединений и др. Естественно, после периода продолжительной эксплуатации токарное оборудование нуждается в капитальном ремонте, к которому следует правильно и основательно подготовиться.

Уровень вибраций и шумов, издаваемых изношенными узлами токарного станка, определяется при работе оборудования на холостом ходу. Кроме того, проверяется осевое и радиальное биение шпиндельного узла. Чтобы продиагностировать состояние опор качения, необходимо выполнить обработку пробной заготовки и сопоставить полученные геометрические параметры с требуемыми значениями. Во многих случаях подобные действия позволяют избежать капитального ремонта оборудования и ограничиться устранением локальных неисправностей.

Если капитальный ремонт токарному станку все же необходим, перед этим необходимо тщательно очистить оборудование от грязи и пыли, которые скопились в процессе его эксплуатации. Все технические жидкости, требующиеся для работы станка (масло, СОЖ), необходимо слить. Затем проверяют, все ли конструктивные элементы оборудования находятся на своих местах.

Методы ремонта направляющих

Выбор способа ремонта направляющих станков токарной группы (выполнить такой ремонт своими руками, не имея специального оборудования, достаточно сложно) зависит от того, насколько сильно изношены данные конструктивные элементы, какой твердостью они обладают, насколько хорошо технически оснащена ремонтная бригада, которая будет заниматься выполнением этой непростой процедуры.

Восстанавливать направляющие станины, подвергшиеся значительному износу после длительной эксплуатации, можно разными способами: строганием, фрезерованием, и без), протягиванием, шлифованием, накатыванием при помощи специальных роликов. К наиболее распространенным методам, используемым при капитальном ремонте , относятся строгание, шабрение и шлифование.

Уточнить величину износа направляющих можно лишь после того, как с их поверхности удалены все загрязнения и имеющиеся забоины. Чтобы определить зазоры, имеющиеся на данных узлах токарного станка, на них накладывают металлическую линейку и с помощью щупа выявляют наиболее изношенные участки, требующие срочного ремонта, проводя замеры через каждые 30–50 см.

Опытные специалисты могут выявить наиболее изношенные участки направляющих станины при помощи тонкой бумаги, толщина которой не превышает 0,02 мм. Такая бумага накладывается на рассматриваемые и прижимается к ним металлической линейкой. В тех местах, где направляющие не подверглись серьезному износу, бумага не вытаскивается из-под линейки, а обрывается по ее краю.

Шабрение, хотя и является достаточно трудоемким процессом, выполняется достаточно часто, так как позволяет эффективно восстанавливать геометрические параметры рассматриваемых узлов токарного станка.

Для выполнения шабрения, которое осуществляется в рамках капитального ремонта, станину оборудования устанавливают на жесткое основание, выверяя положение ее элементов в продольном и поперечном направлениях и при необходимости используя башмаки и клинья, чтобы отрегулировать ее расположение.

При проверке состояния направляющих станины и степени их износа в качестве базовых поверхностей используют те части, которые находятся под задней бабкой (именно они подвергаются наименьшему износу в ходе эксплуатации). После каждого этапа шабрения данные узлы токарного станка проверяют на параллельность и изогнутость.

Если направляющие станины, которые необходимо подвергнуть капитальному ремонту, закалены, то для восстановления их геометрических параметров лучше всего использовать шлифование.

Шлифовка направляющих станины, по сравнению с операцией шабрения, отличается более высокой производительностью, но использовать такой метод при восстановлении незакаленных узлов нецелесообразно.

Чтобы шлифовка станины токарного станка была выполнена качественно, все забоины и задиры необходимо тщательно зачистить. Затем станину для ремонта фиксируют на рабочем столе продольно-строгального станка, следя за параллельностью ее поверхностей и направления его движения. Кроме того, используя уровень, который устанавливается на мостике задней бабки, проверяют извернутость направляющих. Только после этого начинают выполнять шлифовку данных узлов.

Если направляющие станины, которые необходимо восстановить в процессе капитального ремонта, не закалены, то их обработку следует выполнять при помощи финишного строгания.

Как и перед шлифованием, перед финишным строганием станину следует предварительно зачистить от имеющихся забоин и закрепить на рабочей поверхности продольно-строгального станка, проверив параллельность ее элементов направлению его перемещения.

При использовании такого метода ремонта направляющие станины обрабатываются резцом за 3–4 захода, после чего проверяют их параллельность, прямолинейность и извернутость. Если после выполнения обработки все геометрические параметры ремонтируемых узлов соответствуют требованиям, станину открепляют от поверхности рабочего стола продольно-строгального оборудования.

Видео таких восстановительных операций показывает, что выполнить их своими руками, не имея специального оборудования для ремонта, практически невозможно.

Некоторые особенности шабрения направляющих

Поскольку шабрение является одним из наиболее распространенных методов ремонта направляющих станины, рассмотрим последовательность выполнения данной технологической операции.

Сначала обработке подвергаются участки под задней бабкой, которые страдают от износа меньше всего.
Затем рассматриваемые узлы токарного станка обрабатываются под прижимными планками и под кареткой. Отклонения от параллельности после такой обработки не должны превышать 15 мкм по длине элементов.
После этого выполняют шабрение направляющих поперечного суппорта, контролируя их прямолинейность и параллельность.
Следующий этап ремонта – это обработка ответных направляющих каретки. Контроль за выполнением этого процесса, при котором должна быть обеспечена параллельность между винтовой осью и направляющими (расхождение – не более 35 мкм), осуществляют при помощи трехгранной линейки.
В том случае, если продольные направляющие каретки изношены достаточно сильно, для их ремонта обязательно используют антифрикционные составы. После выполнения данной процедуры контролируются следующие параметры: соосность ходового вала и его посадочной зоны; надежность зацепления реечной шестерни и самой рейки, обеспечивающих точное перемещение каретки в продольном направлении; перпендикулярность оси шпиндельного узла и поперечного передвижения суппорта.
После этого выполняется ремонт задней бабки токарного станка (вернее, направляющих, по которым передвигается данный узел), для чего также используется антифрикционный состав.

Более подробно познакомиться с процессом шабрения направляющих станины в рамках ремонта токарного станка можно, просмотрев видео такого процесса.

Как выполняется ремонт каретки суппорта

Капитальный ремонт каретки суппорта предполагает восстановление ее нижних направляющих, сопряженных с направляющими станины. Кроме того, при восстановлении данного узла необходимо добиться перпендикулярности плоскости его перемещения к плоскостям, на которых фиксируются фартук токарного станка и его коробка подач. Для выявления степени отклонения данных плоскостей от нормы используются уровень и щупы различной толщины.

Каретка токарного станка в результате выполнения капитального ремонта должна быть выставлена параллельно поперечному ходу суппорта с точностью 0,02 мм на длине 300 мм. Этот параметр проверяется при помощи специального индикатора, который закрепляется в резцедержателе токарного станка.