Коробки скоростей станка особенности, разновидности

Коробки скоростей станков

Современные металлорежущие станки устроены таким образом, что вращательное движение их электродвигателей требуется передавать шпинделю, причем делать это таким образом, чтобы была возможность изменять транслируемую мощность, крутящий момент и число оборотов в определенных пределах. Для этого используется механизм, называемый коробкой скоростей.
Эти конструкции достаточно сложны, обходятся весьма недешево в производстве, однако в металлорежущих станках используются практически повсеместно. Основными их элементами являются зубчатые колеса и валы. Следует заметить, что коробки скоростей современного станочного оборудования весьма компактны, просты в управлении и эксплуатации.

Вращательный момент на их входе поступает со шкива постоянной скорости, приводимым в движение электродвигателем, связанным с ним зубчатой, цепной, ременной или клиноременной передачей.

Для того чтобы изменять количество оборотов шпинделя, в конструкции коробок скоростей станков предусмотрено несколько рукояток (в некоторых моделях оборудования она всего одна). Разгрузка шпинделей этого оборудования в случае наличия коробки скоростей является существенным преимуществом. В отличие от ременных, зубчатые передачи обеспечивают действительно жесткую кинематическую цепь движения, которая исключает проскальзывания. Это обстоятельство очень важно при проведении на станках многих операций (например, нарезания резьбы резцами).

Конструкции коробок скоростей и коробок подач современного станочного оборудования весьма разнообразны, однако в общем и целом они представляют собой ни что иное, как сочетание целого ряда достаточно типовых и несложных деталей, механизмов и узлов. Они скомпонованы и взаимодействуют между собой таким образом, чтобы обеспечивать изменение количества оборотов ведомых валов (шпинделей, ходовых валов и винтов).

Во всех современных металлорежущих станках коробка скоростей представляет собой одну из важнейших их частей. С ее помощью изменяется количество оборотов шпинделя.

Все детали и узлы, из которых состоит коробка скоростей, располагаются в специально разработанном и изготовленном корпусе. Он отливается из чугуна, а перед сборкой коробки проходит соответствующую обработку.

Основными функциональными деталями коробок скоростей являются блоки шестерен, зубчатые колеса, рейки, валы, зубчатые муфты, рукоятки и пр.

Сама процедура переключения скоростей состоит в том, что при помощи рукояток производится смена кинематических условий, в которых находятся зубчатые колеса. В результате этого осуществляется изменение передаточного числа и, соответственно, частоты вращения шпинделя.

Для обеспечения возможности переключения скоростей вращения шпинделей станочного оборудования, рукоятки размещаются непосредственно на внешней стороне коробки, что обеспечивает к ним легкий и удобный доступ. Эти элементы управления с помощью рычагов и других конструктивных элементов связаны с зубчатыми муфтами и блоками шестерен, которые и меняют непосредственно конфигурацию передач.

Одной из важнейших частей коробок скоростей является шпиндель. Именно на нем закрепляется различный инструмент или специальная оснастка (например, патроны, в которые зажимаются обрабатываемые заготовки или детали). Шпиндель представляет собой конечный элемент конструкции коробки скоростей.

С точки зрения структурной схемы станочного оборудования, коробки скоростей – это элементы приводов, обеспечивающих ступенчатое регулирование главного движения. К ним предъявляется целый ряд требований, среди которых основными являются обеспечение постоянства скоростей, передача усилий, удобство управления, быстродействие и габаритные размеры.

Описание коробки подач

Коробка подач предназначена для изменения величины рабочих подач стола, салазок и консоли и сообщения этим узлам быстрых перемещений.
При описании кинематической схемы было отмечено, что станки имеют 18 различных подач. Продольные и поперечные подачи одинаковы, в то время как вертикальные подачи в три раза меньше.

Коробка подач представляет собой самостоятельный узел, смонтированный с левой стороны консоли, к которой она привертывается винтами и фиксируется двумя контрольными штифтами. К корпусу коробки подач прифланцована коробка переключения подач, имеющая в передней части лимб из пластмассы с обозначением величины подач и грибок для переключения.

6м82

Корбка подач

Указанные на лимбе значения подач относятся к продольным и поперечным подачам стола.

Переключение подач осуществляется в следующем порядке:

• нажимается кнопка 6 и отводится пластмассовый грибок 5 на себя до отказа;
• вращается за грибок лимб 4 и устанавливается требуемая величина подачи на лимбе против стрелки-указателя 3, расположенной на корпусе коробки (вращать лимб можно в любую сторону);
• плавным движением грибок досылается вперед до отказа и ставится в первоначальное положение;
• отпускается кнопка 6 и проверяется, зафиксирован ли грибок.

Грибок должен быть обязательно дослан вперед до конца, так как недоведение грибка до конечного положения влечет за собой неполное зацепление зубчатых колес коробки подач и самопроизвольное выключение подачи.

Валы и некоторые зубчатые колеса коробки подач монтируются в основном на подшипниках качения.

6м82

Развертка корбки подач

Коробка подач обеспечивает получение 18 подач.

Вилки переключаемых зубчатых колес крепятся на рейках, передняя часть которых выступает из корпуса коробки подач и входит в корпус коробки переключения.

6м82

Вилки корбки подач

6м82

Механизм переключения подач

Передняя часть реек выполнена и виде ступенчатых штифтов, диаметры ступеней которых соответственно увязаны с диаметрами отверстий в диске переключений, а длины ступеней — с ходами переключаемых зубчатых колес.

Каждая рейка имеет парную, более короткую рейку, связанную с первой цилиндрическим зубчатым колесом.

Осевое перемещение одной рейки заставляет парную рейку через зубчатое колесо двигаться в обратном направлении.

Оси реек расположены в двух вертикальных плоскостях, а оси зубчатых колес сведены к одному сквозному отверстию 1.

6м82

Реечные зубчатые колеса переключения подач

Ввиду достаточно сложной установки зубчатых колес и реек демонтаж валика 1 рекомендуется проводить только в случае крайней необходимости.

Благодаря обильной смазке зубчатых колес масло затекает в реечные зубчатые колеса и посадочные отверстия реек и вытекает обратно через предусмотренное для этой цели дренажное отверстие 2 и соединяющееся с ним отверстие с торца коробки подач, имеющее наружную зенковку.

Засорение этих отверстий краской или грязью приводит к вытеканию масла из корпуса коробки подач и из-под плоскости стыка корпуса коробки переключения с корпусом коробки подач. При демонтаже следует обратить особое внимание на состояние вышеуказанных отверстий.

Оси шести реек расположены в определенном порядке относительно оси диска переключения. При этом рейки, переключающие два тройных блока зубчатых колес, находятся против соответствующих концентрических рядов отверстий диска переключения. Рейки для переключения переборного зубчатого колеса находятся против торца ступицы диска переключения, на котором имеются выступ и впадина.

6м82

Диск переключения

Положение реек по отношению к диску переключения видно на рисунке (сечения реек заштрихованы):

• рейки 1 служат для переключения тройного блока на валу Ⅲ
• рейки 2 —для переключения тройного блока на валу Ⅴ
• рейки 3 — для переключения переборного зубчатого колеса.

В зависимости от положения диска переключения каждая рейка перемещается в прямом или обратном направлении или остается без движения, что создает необходимые комбинации в зацеплении зубчатых колес для получения 18 подач.

Для того чтобы произвести переключения, необходимо отвести диск переключения (при этом концы реек выходят из отверстий диска), повернуть его на необходимый угол и вдвинуть на прежнее место. При вдвигании диск, воздействуя на концы реек, производит переключение зубчатых колес.

Для обеспечения надежности работы диска и отсутствия люфтов в рейках (во включенном состоянии) торцовое биение диска при измерении по краю его торца не должно превышать 0,4 мм.

Несмотря на наличие в коробке подач одних только прямозубых колес, могут иметь место некоторые осевые усилия, стремящиеся сдвинуть диск переключения. Для предотвращения этого применено специальное замковое устройство.

Валик 2 запирается во включенном положении двумя шариками 8 и втулкой 7.

Для того чтобы освободить валик 2, необходимо нажать на кнопку 6. При этом кольцевая проточка валика 4 окажется против шариков 8. В этот момент валик 2 легко вытягивается.

Фиксация поворота диска переключения производится шариком 9 через фиксаторную втулку 3 с восемнадцатью зенкованными отверстиями, связанную шпонкой с валиком 2.

Усилие фиксации может регулироваться подвертыванием резьбовой пробки, поджимающей пружину шарика.

Для полной гарантии осуществления переключения предусмотрено кратковременное включение электродвигателя подачи. Для этой цели в корпусе коробки переключения подач помещен конечный выключатель, обеспечивающий включение электродвигателя и проворот зубчатых колес коробки подач при переключении. Воздействие на конечный выключатель осуществляется диском переключения при отводе грибка на себя. Во время поворота лимба для установки его на требуемую величину подачи электродвигатель остается включенным и отключается при движении диска вперед, то-есть при досылании грибка переключения. Таким образом, переключение происходит при проворачивающихся по инерции зубчатых колесах коробки подач, что исключает возможность упора зубчатых колес.

Доступ к конечному выключателю осуществляется через окно в корпусе коробки переключения, закрывающееся штампованной крышкой.

Конечный выключатель имеет две пары контактов.

Первая пара для проворота зубчатых колес коробки подач обеспечивает включение электродвигателя подачи при отведенном диске, вторая пара осуществляет электрическую блокировку включения электродвигателя с включением подачи (рабочих перемещений) в момент переключения.

Электродвигатель не может включаться при переключении подач, если какая-либо из рукояток включения продольной, поперечной или вертикальной подач выведена из нейтрального положения. Благодаря этому исключается возможность перемещения узлов в момент переключения подач.

Технические характеристики и назначение токарно-винторезного станка

Токарно-винторезные станки имеют похожие конструкции и схожие принципы работы вне зависимости от модели и серии выпуска.

Основная функция данного оборудования – выполнять операции точения, сверления, обработка торцов, нарезание резьбы.

Обрабатывать могут металлические и неметаллические изделия. Поэтому токарно-винторезные станки пользуются популярность на производстве с небольшим размером выпускаемых серий продукции.

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 1к62

Схема кинематическая токарно-винторезного станка

Основные параметры зубчатых колес, червяков, винтов и гаек передней бабки токарного станка 1к62

Схема расположения подшипников токарно-винторезного станка 1к62

Спецификация подшипников качения токарного станка 1к62

Основные размеры подшипников:

• диаметр внутреннего кольца (d)
• диаметр внешнего кольца (D)
• ширина подшипника (B)

Назначение и область применения универсального станка по металлу

Детали, обрабатываемые универсальными токарно-винторезными станками, в основном изготовлены из черных и цветных металлов.

Точение конусов ин нарезание резьбы – дополнительные функции станка. Если в комплекте идут дополнительные инструменты и сверла, то функциональные возможности станка еще больше.

Поскольку данные станки имеют большие габариты и внушительный вес, их редко можно встретить в частных мастерских. Сферы применения:

• производство мелких серий продукции;
• единичный выпуск и обработка деталей;
• в редких случаях – массовое производство.

Но в промышленных масштабах токарно-винторезные станки используются редко.

Основные конструктивные особенности

Универсальный токарно-винторезный станок состоит из основных конструктивных узлов, которые являются типовыми элементами. К ним относятся:

• суппорт;
• станина;
• упорная и шпиндельная бабки;
• электрическое оборудование;
• ходовой вал;
• гитары шестерен;
• коробка, которая обеспечивает выбор и смену подач;
• ходовой винт – именно эта деталь отличает токарно-винторезный от стандартного токарного станка.

В зависимости от некоторых особенностей может различаться точность станка. Поэтому универсальное оборудование может быть как класса точности Н, так и повышенного – П.

Передние и задние бабки

У передней или шпиндельной бабки есть основная роль – фиксировать заготовку в обработке и передавать вращение заготовке от электрического двигателя.

Методы классификации

токарно-винторезные станки разделяют на несколько типов. Есть несколько наиболее популярных признаков, по которым классифицируют станки данного типа.

Масса

Существуют небольшие станки, которые удобно использовать в личной мастерской или большие, по массе предназначенные для промышленного производства.

Крупные и тяжелые токарные устройства предназначены в основном для применения в машиностроении и энергетике. Тяжелые станки – выше 40 тонн по массе.

Наиболее легкие весят не больше полутоны. У каждого типа по массе есть свои особенности:

1. Легкие. Как правило, диаметр поперечного сечения в таком оборудовании не составляет больше 500 мм.
2. Станки с весом до 15 тонн считаются средними и на них не обрабатывают детали с диметром больше 1250 мм.
3. 15-400 тонн. Редко встречается с высокими показателями точности. Обычно это оборудование класса Н.

Максимальная длина детали

Этот параметр определяется расстоянием между центрами станка. При равном диаметре выпускаемых изделий есть станки, способные обрабатывать длинные и короткие заготовки.

Максимальный диаметр

По максимальному диаметру имеется самая обширная классификация деталей. Они начинаются от 100 мм и вплоть до 4000 мм. Помимо вышеперечисленных показателей, часто для классификации используют такой параметр, как производительность.

Имеются станки для мелкосерийного производства, для средней серии и для крупных промышленных масштабов. Последний вариант используется на конвейерных линиях.

Основные технические характеристики

У токарно-винторезного станка есть ряд технических характеристик, на которые стоит ориентироваться при выборе станка как на производство, так и для личной небольшой мастерской.

Количество оборотов

Количество оборотов может отличаться в зависимости от размеров и предназначения токарного станка, но максимальное количество оборотов – 2000 в мин.

Большие обороты предназначены для тонких отверстий в маленьких деталях. Для личных целей в небольшой мастерской достаточно станка, который работает на скорости 1000 об/мин.

Класс точности

Существует несколько классов по точности станков. Для обработки мелких деталей и в промышленных масштабах используются станки повышенной точности с пометкой П.

Для бытовых условий достаточно станков с нормальным уровнем точности, которые имеют пометку Н. Есть особые классы точности, которые используются только на очень крупных производствах. Это обозначено буквами В, С.

Ремонт корпуса передней бабки токарного станка

Восстановление отверстий под подшипники качения шпинделя путем расточки и последующей запрессовки втулок в корпус передней бабки производится в редких случаях при наличии большого износа отверстий, который нельзя компенсировать соответствующей регулировкой подшипников.

При условии установки подшипников шпинделя в специальных корпусах (станках) и фланцах износ отверстий под подшипники компенсируется заменой соответствующих корпусов и фланцев с последующей пригонкой внутреннего диаметра по подшипнику и выверкой радиального биения (допускаемое отклонение 0,01 мм).

При восстановлении отверстий методом расточки и установки компенсационных втулок ремонт корпуса передней бабки производят следующим образом.

Первоначально зачищают шабером задиры на опорных поверхностях 8 и 10 (рис. 59, о) корпуса передней бабки 3 и в отверстиях под подшипники 1 и 4. Затем производят расточку изношенного отверстия (в нашем случае отверстие переднего подшипника 4) на горизонтально-расточном станке 6 для последующей запрессовки втулки.

Корпус передней бабки устанавливают на стол 9 горизонтально-расточного станка опорными поверхностями 8 и 10. Производят выверку точности установки с помощью индикаторов 2 и 5 на оправке 7, закрепленной в шпинделе расточного станка (ось шпинделя должна быть параллельна опорным поверхностям 8 и 10). Выверку установки производят по невыработанным поверхностям отверстий 1 и 4 (допускаемое отклонение 0,05 мм на длине детали, точность установки 0,01 мм).

После закрепления корпуса передней бабки токарного станка на столе 9 горизонтально-расточного станка производят расточку изношенного отверстия для запрессовки втулки, причем внутренний размер втулки следует брать с припуском под расточку, а наружный диаметр втулки должен быть равен внутреннему плюс 15—16 мм (допускаемые отклонения: радиальное биение — не более 0,01 мм; непараллельность оси отверстия опорным поверхностям 8 и 10 основания передней бабки — не более 0,01 мм на длине 300 мм).

После запрессовки втулки 1 (рис. 59, б) необходимо ее расточить и подрезать торец для запрессовки подшипника (допускаемое отклонение — радиальное биение — не более 0,01 мм).

Корпус передней бабки устанавливают на отремонтированные направляющие станины и производят выверку правильности установки и шабровки опорных поверхностей 8 и 10 (рис. 59, а). Затем в конусное отверстие шпинделя вставляют контрольную оправку 1 (рис. 59, в) и с помощью индикатора 3, установленного на мостике 2, проверяют параллельность оси шпинделя в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом мостик с индикатором передвигают по направляющим станины на длине оправки.

При наличии отклонений выше допустимых дефект устраняется путем шабрения основания корпуса (опорных поверхностей) передней бабки.

Допускается непараллельность оси шпинделя: в вертикальной плоскости свободный конец оправки может быть только выше горизонтальной оси (0,02 мм на длине 300 мм); в горизонтальной плоскости — не более 0,02 мм на длине 300 мм, причем свободный конец оправки может быть отклонен только в сторону резца.

После шабрения количество отпечатков краски должно быть не менее 10 на площади 25 X 25 мм.

Для ремонта направляющих передней бабки необходимо установить шпиндель в свои опоры (подшипники). Бабку со шпинделем располагают на направляющих станины, выверенных по уровню, а в конусное отверстие шпинделя вставляют контрольную оправку (рис. 59, в). На каретку суппорта или на универсальный мостик 2 устанавливают стойку с индикатором 3, измерительный штифт которого последовательно подводят к верхней и боковой образующим оправки. Затем определяют отклонения от параллельности при перемещении каретки по направляющим станины. Шабрят направляющие по отпечаткам краски с учетом отклонений, отмеченных по контрольной оправке. Количество отпечатков краски должно быть не менее 10 на площади 25 X 25 мм. Допускается непараллельность в вертикальной плоскости не более 0,02 мм на длине 300 мм. Свободный конец оправки может быть наклонен только вверх. Допускается непараллельность в горизонтальной плоскости не более 0,01 мм на длине 300 мм. Свободный конец оправки может отклоняться в сторону резца.

Применение ЧПУ

Современные токарные станки, особенно иностранного производства, имеют числовое управление. Это позволяет добиться высокой точности обработки.

Особенностями таких станков являются следующие нюансы:

1. Все подвижные органы станка управляются мини блоком управления. Станок имеет сложную электрическую схему.
2. Все параметры станка с ЧПУ точно соответствуют ГОСТу и также расписаны в паспорте оборудования. Здесь указаны показатели точности, габариты, скорость.
3. Станки такого рода могут работать в домашних условиях, поскольку имеют небольшой размер, но при этом выдерживают поразительно высокие для своих габаритов нагрузки.
4. Оборудование имеет индикацию, а также табло для ввода информации.
5. Настольные станки с ЧПУ используются для высокоточной обработки небольших деталей. При этом у домашнего производства получается высокий показатель рентабельности.

Обзор и схемы распространенных моделей

Среди разнообразного модельного ряда и нескольких поколений станков, которые выпускаются нашим производством, есть несколько моделей, которые продолжают пользоваться популярностью по своим техническим характеристикам и универсальным свойствам.

Все они используются на производстве или в бытовых условиях по сей день. При этом продолжают быть достойными конкурентами иностранным аналогам.

Это надежные, прочные и долговечные устройства, способные выполнять огромное количество самых разнообразных функций.

1Л532

Один из наиболее популярных на территории бывшего СССР станок, на котором успешно можно выполнять обработку заготовок средних и больших размеров.

В свое время данное оборудование успешно экспортировалось во многие страны мира. Класс точности – Н. Масса станка – 43 тонны.

16У04П

Оборудование повышенной точности. Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над станиной – 200 мм. Масса станка – 750 кг.

1П611

Станок, использующийся на производстве, в том числе и для обточки колес ЖД транспорта. По ГОСТу отличаются повышенной точностью и имеет возможность торможения шпинделя. Вес устройства 560 кг. Легко выполняет следующие функции:

1. Сверление.
2. Отрезка.
3. Нарезание резьбы внутренней и наружной.
4. Обработка различных поверхностей.

Наибольший диаметр заготовки над станиной – 250 мм.

1Д601

Этот станок лучше подходит для чисто бытового использования. Точность меньшая, чем у предыдущего станка. Отличается высокими показателями работы даже спустя много лет функционирования.

Перемещение суппорта, возможно только вручную. Масса всего станка около 30 кг. В связи, с небольшими габаритами максимальная длина обрабатываемой заготовки – 18 см.

16К40

Одна из наиболее популярных моделей, которая реально завоевала популярность среди мастеров. Относится к среднему классу оборудования с классом точности Н.

Начиная с 1932 года в СССР выпущено несколько десятков тысяч самых разных токарно-винторезных станков. Они использовались не только на производстве, но и для обучения молодежи, в школах, училищах, да и у многих настольные станки были в гаражах, домах, собственных мастерских.

Такое оборудование поможет расточить отверстие, подровнять необходимую поверхность, просверлить уже имеющееся отверстие. Важно, ориентируясь на начальные паспортные характеристики оборудования приобрести наиболее подходящую модель.

Сборка узлов передней бабки станка

Сборка узлов при капитальном и среднем ремонте станка имеет свою особенность. Она заключается в том, что восстановление первоначальных размерных цепей, нарушенных вследствие износа ряда деталей, осуществляется не по чертежу, а производится нередко по месту. При этом слесарю-ремонтнику, в отличие от сборщика, приходится определять формы и размеры компенсаторов для установки их в ремонтируемом узле.

Сборку передней бабки выполняют после того, как она полностью укомплектована всеми деталями, в том числе вновь изготовленными, отремонтированными (восстановленными) и теми, которые определены годными для дальнейшей эксплуатации.

Детали, поступившие на сборку, должны быть без забоин и заусенцев и чисто вымыты.

Сборку рекомендуется производить в следующей последовательности: валик 4 (рис. 62); рукоятки 1 и 2 переключения («нормальный шаг», «увеличенный шаг»); рейка 12; рукоятка 14 переключения перебора; рукоятка переключения скоростей 3; валик 7, 13, 9; вал 8 фрикциона; валик 6; шпиндель 5; вал 11 (узел перебора); валик 10 переключения перебора; плунжерный насос с пластинчатым фильтром; трубки маслопроводов; крышка корпуса бабки.

Наиболее сложными узлами передней бабки являются вал 8 фрикциона и шпиндель 5, сборка которых рассмотрена ниже.

Сборка вала фрикциона

До установки узла вала в корпус передней бабки станка производят подгонку деталей и их сборку на верстаке следующим образом:

1. В зубчатые колеса 5 и 8 (рис. 63) фрикционных муфт запрессовывают втулки. Просверливают отверстия и прорубают во втулках смазочные канавки. Пришабривают отверстия втулок по шлифованным шейкам вала 11. Вращение зубчатых колес на валу должно быть легким и плавным. Опробование производится вручную.
2. Пропиливают пазы в пистоне 1 и в валу 11 по коромыслу 2. Развертывают отверстие под ось в сборе с коромыслом. Движение коромысла вместе с пистоном должно быть легким, без заеданий
3. Подгоняют по шлицам вала 11 и по зубчатым колесам 5и 8 фрикционные диски 6 и 7. Поверхности стенок шлицов вала и пазов зубчатых колес должны быть чисто обработаны. (Зазубрины, образуемые на стенках пазов, устраняют фрезерованием). Перемещение колец должно быть легким, без заеданий
4. Устанавливают кольцо 14 на шлицы вала 11. В кольце вместе с пистоном 1 развертывают отверстие под ось. Пропиливают паз вала для свободного прохода оси. Перемещение кольца, соединенного с пистоном осью, вдоль оси вала должно быть легким, без заеданий
5. Собирают узел вала фрикциона. Напрессовывают на вал 11 шарикоподшипник № 307, устанавливают зубчатое колесо 8, пружинное кольцо и комплект фрикционных дисков. Устанавливают кольцо 14 с навинченными гайками 15, соединяют его с пистоном 1 осью, монтируют на валу второй комплект фрикционных дисков и стопорят пружинным кольцом. Устанавливают зубчатое колесо 5, упорное кольцо, шарикоподшипник № 208, компенсационное кольцо и закрепляют на валу кольцом 4. Коромысло 2 соединяют с валом 11 осью и устанавливают муфту 3. Предварительно отрегулировав фрикционные муфты гайками 15, проверяют включение перемещением муфты 3, при этом каждое из плеч коромысла 2 должно поочередно заходить в отверстие муфты 3. Затем закрепляют соответствующий фрикцион на валу. Вращение фрикционных муфт на валу должно быть легким и без заеданий при расположении муфты 3 посередине коромысла 2.
6. Монтируют собранный узел в корпусе передней бабки и закрепляют фланцем 9. Вращение вала должно быть легким, без заеданий
7. Устанавливают шкив 13 с задним фланцем, шарикоподшипниками № 213 и упорным и распорным кольцами на фланец 9и закрепляют гайкой. Устанавливают фланец 10 на хвостовик со шлицами вала 11 и скрепляют со шкивом винтами. Навертывают на вал гайку 12 и закрепляют винтами. Вращение шкива вместе с валом должно быть легким, без заеданий

Сборка шпинделя токарно-винторезного станка

К сборке шпинделя токарно-винторезного станка (рис. 64) приступают, убедившись после соответствующих проверок в том, что все детали шпинделя исправны или отремонтированы. Необходимо также проверить правильность посадки зубчатых колес на шпинделе, состояние шеек шпинделя. В пазу шпинделя устанавливают шпонку 20.

Сначала собирают заднюю опору шпинделя. В стакан 18, скрепленный с корпусом бабки винтами 17, устанавливают уплотнение 15 и затем радиально-упорный шарикоподшипник 16; его располагают так, чтобы наиболее тонкий торец наружного кольца подшипника был направлен в сторону уплотнения 15. Затем устанавливают промежуточное кольцо 10 и подшипник 9, у которого тонкий торец наружного кольца должен быть обращен в противоположную сторону от уплотнения сторону. Подшипники закрепляют гайкой 19, которую стопорят винтом 8.

Для удобства сборки придают шпинделю 2 вертикальное положение и устанавливают на нем роликоподшипник 3 и кольцо 5; затем навинчивают гайку 6 до легкого соприкосновения ее с кольцом 5.

Далее вводят шпиндель в корпус 26 через отверстие в его передней стенке, надевают на шпиндель двухвенцовое зубчатое колесо 22 с закрепленной с помощью пружины 23 втулкой 24 и зубчатое колесо 21. После этого заводят конец шпинделя в заднюю опору и вводят переднюю опору в отверстие корпуса; при этом несколько сдвигают наружное кольцо 4 подшипника в сторону корпуса.

Установив на конце шпинделя кольца 11 и 12, навинчивают ключом гайку 13, пока шпиндель не станет на свое место, что определяют по усилию затяжки и по вращению шпинделя. Сначала замечается осевое перемещение шпинделя при его равномерном вращении, в дальнейшем осевое перемещение шпинделя прекращается и его вращение становится тугим.

При установке шпинделя сдвигают с помощью специальной втулки кольцо 4 так, чтобы оно расположилось на уровне внутреннего кольца подшипника.

Закончив установку узла, монтируют зубчатое колесо 21 на шпинделе и завинчивают стопор 7. Чтобы предотвратить возможность самоотвинчивания, вводят в канавку зубчатого колеса и шлиц стопора специальное пружинное кольцо. Завершают сборку креплением фланца 1.

Теперь можно приступить к регулированию опор шпинделя, которое начинают с задней опоры. Несколько отвинтив гайку 13, проворачивают шпиндель для того, чтобы внутренние кольца шарикоподшипников заняли нормальное положение (шпиндель тогда начинает легко вращаться); потом завинчивают стопорный винт 14.

Переднюю опору регулируют завинчиванием гайки 6 со стопором 25. Внутреннее кольцо 3 подшипника тогда начинает надвигаться на конус шпинделя и все больше расширяется, благодаря чему соединение получается правильным и надежным.

Проверку зазоров шпинделя производят в соответствии с описанием в гл. I (см. рис. 6).

Вращение шпинделя должно быть плавным, без заеданий.

При регулировке шпинделя следует обратить внимание на совмещение сцепления зубьев зубчатых колес шпинделя по ширине с сопрягающими зубчатыми колесами других валиков. Проверяют также положение маслосбрасывающей канавки шпинделя относительно фланца 1, которая должна располагаться так, как показано на рис. 64. В противном случае при работе шпинделя масло будет выбрасываться наружу.

Собранную переднюю бабку проверяют на вращение вручную на всех скоростях. Заедание и стуки не допускаются. Переключение рукояток должно быть легким, с усилием до 3 кг.

Оглавление

Коробка скоростей токарного станка относится к основным частям привода шпинделя. Она создана для осуществления передачи энергии движения электродвигателя остальным частям механизма. Также ее используют для изменения частоты вращения шпинделя, а соответственно и скорости работы. В зависимости от конструкции станка может быть два типа размещения этого узла. Коробку могут встраивать в корпус бабки шпинделя или же монтировать ее в отдельном корпусном блоке, который все равно должен быть связан со шпинделем.

Если коробка скоростей токарно-винторезного станка является встроенной, то это делает конструкцию существенно более простой, особенно это заметно в плане монтажа. Это сильно упрощает управление устройством. В то же время они создают условия для повышения температуры во время рабочего процесса, а также создают дополнительные вибрации. Таким образом, они находят применение только в моделях нормальной точности, так как для точных станков используется принцип действия с раздельной коробкой.

фото:коробка скоростей токарного станка

Изменение скорости может производиться бесступенчатым и ступенчатым способом также как и реверсирование. Для этого используется несколько способов, к примеру, таких как:

• Скользящие блоки, состоящие из 2-3 колес с прямыми зубьями, которые перемещаются по валу с направляющей шпонкой или шлицами. Используются в станках средних размеров.
• Фрикционные муфты с ручным или электромагнитным включением. Здесь допускается применение шевронных или косозубых колес, благодаря чему скорости можно переключать на ходу. Эта система используется в автоматических станках средних и мелких размеров.
• Кулачковые муфты, которые работают совместно с шевронными и косозубыми колесами. Они обладают малыми условиями включения и небольшими пределами перемещения. Данная система хорошо подходит для тяжелых станков.
• Сменные зубчатые колеса, которые обладают относительно небольшими осевыми габаритами. Такая система обеспечивает широкие пределы частоты вращения шпинделя. Ещё используются в операционных и специальных станках автоматического и полуавтоматического типа, которые заняты в серийном производстве.
• Механизмы бесступенчатого регулирования, или как их еще называют – вариаторы. Они обеспечивают плавную регулировку скорости при работе станка. Используются в средних и малых станках.

Устройство передней бабки токарно-винторезного станка

Передняя бабка или шпиндельная бабка токарно-винторезного станка представляет собой литую чугунную коробку, внутри которой размещается коробка скоростей — механизм переключения скоростей шпинделя.

Технические характеристики, фотографии и чертежи приведены на странице Токарно-винторезный станок 1К62.

Шпиндель — основной узел передней бабки (шпиндельной бабки). Передний конец шпинделя имеет внутреннюю коническую расточку с конусом Морзе № 5, в которую вставляется передний центр и различные приспособления для закрепления заготовок. На переднем конце шпинделя имеется посадочный конус, по которому устанавливаются патроны для закрепления заготовок.

Все валы коробки скоростей и шпиндель вращаются на опорах качения, которые смазываются как разбрызгиванием (коробка залита маслом), так и принудительно, с помощью насоса. Движение подачи от шпинделя передается валу трензеля и далее — на механизм подач.

Токарно-винторезные станки имеют практически однотипную компоновку. Передняя шпиндельная бабка закреплена на левом конце станины. В ней находится коробка скоростей станка, основной частью которой является шпиндель. Движение передается от шкива клиноременной передачи. Взаимодействие зубчатых колес объяснено при описании кинематической схемы. Шпиндель и все валы установлены на опорах качения. В передней опоре шпинделя находится радиальный двухрядный роликовый подшипник, в котором предварительный натяг создается благодаря посадке внутреннего кольца на коническую шейку шпинделя. Если надвигать гайкой кольцо на конус, то оно расширяется и давит на ролики. В задней опоре шпинделя установлены два радиально-упорных шарикоподшипника, воспринимающих радиальные и осевые нагрузки; предварительный натяг регулируют гайкой, стягивающей внутренние кольца. Валы коробки скоростей смонтированы на конических роликоподшипниках, что удобно для сборки и разборки; предварительный натяг регулируют нажимными винтами. Так как валы — длинные, у них предусмотрена средняя опора.

В левой части фрикционной муфты, реверсирующей движение шпинделя, находится большое число дисков, так как при прямом направлении вращения требуются большие крутящие моменты. Особенностью блоков зубчатых колес являются клеевые соединения венцов со ступицами. Ступица колеса на валу является диском ленточного тормоза; тяга механизма управления, устанавливая муфту в нейтральное положение, включает тормоз (нажимом на ролик). Маховиками и рукоятками переключают блоки колес.

В некоторых станках коробка скоростей размещена в тумбе станины. В этом случае она связана со шпинделем ременной передачей. Такие станки называют станками с разделенным приводом.

Схема кинематическая токарно-винторезного станка

Передняя бабка (коробка скоростей) токарно-винторезного станка

Передняя бабка. На рис. 10 показана передняя бабка с коробкой скоростей. Вращение от главного электродвигателя передается ведомому шкиву, сидящему на валу I. Этот вал несет реверсивную фрикционную муфту, от которой движение на вал II передается или через блок z = 56—z = 51, или через колесо z = 50 и промежуточный блок z = 24—z = 36, сидящий на консольной оси. С вала II на вал III вращение передается через тройной блок z = 47—z = 55—z = 38. В левом положении блока г = 43—г = 52, сидящего на шпинделе, движение с вала III передается на шпиндель непосредственно через колеса z = 65—z = 43, а в правом положении этого блока — через перебор, установленный на валах IV и V. Все валы вращаются на опорах качения, которые смазываются как разбрызгиванием, так как коробка скоростей залита маслом, так и принудительно — с помощью насоса. Движение подачи от шпинделя VI передается валу VII трензеля и далее на механизм подач.

Кинематическая цепь движения резания токарно-винторезного станка

Механизм переключения фрикционов в шпиндельной бабке токарно-винторезного станка

Рис. 17. Механизм переключения фрикционов в шпиндельной бабке токарно-винторезного станка 1к62

Механизм переключения фрикционов. Многодисковые фрикционы для включения прямого и обратного вращения шпинделя управляются рукоятками 19 и 17 (рис. 17, а). Рукояткой 19 пользуются при настройке станка, а во время работы используют рукоятку 17, которая всегда перемещается вместе с фартуком вдоль валика 18. Последний по всей длине имеет шпоночный паз d и связан с рукояткой 17 скользящей шпонкой.

При повороте рукоятки 17 в направлении стрелок А и В поворачивается валик 18, а вместе с ним и рукоятка 19. Последняя через тягу 16, коромысло 15 и валик 12 вращает шестерню 11, находящуюся в зацеплении с рейкой 10. На левом конце рейки 10 закреплена вилка 9, которая своим кольцевым сектором входит в выточку муфты 23. Перемещение муфты 23 вдоль полого вала 7 вызывает небольшой поворот собачки 24, которая, входя нижним выступом b в поперечный паз тяги 8, заставляет последнюю переместиться на небольшую величину вдоль своей оси. Тяга 8 с помощью сквозного штифта 4 связана с муфтой 25, благодаря чему последняя также получает небольшие перемещения вдоль оси вала 7.

При перемещении муфты 25 влево включается фрикцион прямого вращения шпинделя, при перемещении муфты 25 вправо — фрикцион обратного вращения шпинделя.

Фрикционы состоят из дисков 2 с наружными выступами, которыми они входят в пазы а ступиц шестерен 1 и 6, и дисков 26 с внутренними выступами, которыми они связаны со шлицами полого вала 7. При сжатии дисков муфтой 25 между ними возникают силы трения, которые и обеспечивают передачу крутящего момента от вала 7 к шестерне 1 или 6. Для регулировки силы сжатия дисков как при сборке, так и по мере их износа предусмотрены резьбовые кольца 3 и 5. Для быстрой остановки станка служит установленный на валике III (см. также рис. 16) ленточный тормоз. Включение тормоза связано с переключением фрикционов. В нейтральном положении фрикционов рейка 10 выступом с нажимает на конец двуплечевого рычага 20, который затягивает ленту 22 на тормозном барабане 21 и останавливает привод станка. При включении одного из фрикционов выступ рейки 10 сходит с конца рычага 20 и последний освобождает ленточный тормоз.

На станке модели 1К62 предусмотрено реле времени для автоматического отключения электродвигателя от сети при работе станка на холостом ходу в течение более чем 3—8 мин. Для этой цели на валике 12 установлен кулачок 14, который при нейтральном положении фрикционов, т. е. при работе станка на холостом ходу, включает реле 13, заранее настроенное на определенное (в пределах 3—8 мин) время. По истечении этого времени реле отключает цепь питания электродвигателя.

При включенных фрикционах кулачок 14 отходит в сторону и реле времени блокируется.

Передняя (шпиндельная) бабка токарно-винторезного станка