Используя токарный станок одной из современных моделей, можно выполнять достаточно большой перечень технологических операций по обработке металла. Но преимущественно на таком оборудовании выполняют обработку наружных и внутренних поверхностей заготовок, имеющих цилиндрическую, коническую и фасонную конфигурацию.
Современный токарный станок
История появления и развития оборудования
По мнению историков, токарные станки (вернее, примитивные прародители подобных устройств) были изобретены и начали использоваться человеком еще в середине VII века до нашей эры. Конечно, такое устройство имело простейшую конструкцию, но позволяло эффективно выполнять обработку изделий из дерева или кости. Для того чтобы произвести такую обработку, в двух центрах, которые монтировались соосно друг с другом, зажималась деталь. Ее вращали вручную, а процесс резания осуществлялся при помощи ручного резца, которым манипулировал отдельный «оператор». Таким образом изделию придавалась требуемая форма и размеры.
Следующим этапом развития, которому подверглось оборудование токарной группы, стало оснащение его приводом, необходимым для придания детали вращательного движения. В качестве такого привода изначально использовалась тетива лука, которую петлей накидывали на обрабатываемое изделие. А чуть позже (в XIV столетии) был изобретен ножной привод для токарного оборудования.
Старинный токарный станок с ножным приводом
Конструкция такого привода, очень напоминающего приводной механизм ножной швейной машины, состояла из закрепленной консольной деревянной жерди, соединенной с обрабатываемой деталью при помощи прочной веревки. При нажатии ногой на жердь веревка натягивалась, что приводило к вращению заготовки на 1–2 оборота. После того как нога убиралась с жерди, веревка освобождалась и устремлялась вверх, что влекло за собой вращение заготовки в другую сторону.
Несмотря на простую конструкцию, такие токарные станки уже позволяли выполнять обработку с достаточно высоким качеством. Их плюсом являлось и то, что обслуживание устройств было очень простым.
Токарно-копировальный станок А. Нартова, 1729 год
Станок токарной группы XVI столетия уже имел в своей конструкции люнет и центры, изготовленные из металла, что позволяло использовать его для обработки заготовок, отличающихся сложной конфигурацией. Однако по причине невысокой мощности такого устройства применять его для токарной обработки металлических заготовок было еще нельзя.
Сильный толчок история токарного станка получила в 1700-х годах, когда россиянином Андреем Нартовым было создано устройство, на которое установили механический суппорт. Следует отметить, что именно это новшество послужило сильнейшим толчком в развитии всего оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Серьезный вклад в развитие токарных агрегатов внесли французские инженеры, которые к середине XVIII столетия создали устройство, отличающееся высокой универсальностью. Уже к концу этого века во французской промышленности стал использоваться специализированный агрегат, на котором можно было выполнять нарезание резьбы на металлических винтах.
Токарные станки Модсли (нажмите, чтобы увеличить)
По-настоящему прорывным в развитии токарного оборудования принято считать 1794-й год, когда Генри Модсли создал станок, послуживший базой для дальнейшего развития всех токарных агрегатов. Что примечательно, предприятие, основанное Модсли, занималось также производством плашек и метчиков, с помощью которых на его оборудовании выполняли нарезание резьбы.
О том, чтобы автоматизировать токарный станок, стали задумываться в XIX веке, и пальма первенства в этом вопросе принадлежит американским инженерам. Данный процесс шел по пути оснащения агрегатов дополнительными элементами автоматизации, что в итоге привело к созданию первого станка с револьверной головкой. Именно на базе таких устройств в дальнейшем и стали создавать универсальные станки-автоматы, первый из которых (станок Спенсера) был представлен общественности в 1973 году.
Самолёт для ткачей
При ручном прокидывании утка ширина ткани ограничивалась размахом рук ткача, который должен был дотянуться от одного края полотна к другому. Более широкие ткани ткались вдвоём — один ткач продевал челнок слева, другой вытягивал его справа и перебрасывал обратно. В 1733 г. английский суконщик Джон Кей придумал челнок-самолёт, толкаемый гонками, которые дёргал ткач. Челнок на роликах скользил через зев по нитям основы на дне челночной полки, прикреплённой к батану под бёрдом. Батан наклоняли вперёд, бёрдо прибивало уток, а позади него ремезы сменяли нити основы. Челнок прокидывали, когда батан шёл назад, открывая зев перед собой. Челнок Кея ускорил работу и позволил ткать широкие ткани в одиночку.
Устройство самолётного челнока Кея. Привязанной к рукоятке (1) верёвкой (2) ткач дёргал гонку (3). Гонка толкала челнок (4), и он на роликах скользил поверх нижних нитей основы по челночной полке (5) внизу батана (6), под бёрдом (7). Пружина (8) тянула гонку на место к краю полки. Ремезы меняли местами нити основы, и ткач дёргал другую гонку (9), толкая челнок обратно сквозь зев.
Классификация токарного оборудования
Классификация токарных станков, которая была разработана еще в советское время, причисляет такие агрегаты к первой категории оборудования, предназначенного для обработки заготовок из металла. Согласно данной классификации, все виды токарных станков причисляются к одной из следующих категорий:
- автоматические и полуавтоматические токарные агрегаты с одним шпинделем;
- многошпиндельные станки: автомат и полуавтомат;
- револьверные модели;
- станки отрезной группы;
- карусельные модели;
- лобовое и винторезное оборудование;
- многорезцовые и полировальные агрегаты;
- специализированные станки, которые могут быть обычными и автоматическими;
- устройства специального назначения.
Основные виды токарных работ
По степени точности обработки производятся следующие типы токарных станков:
- особой точности — С;
- высокой точности — В;
- нормальной точности — Н;
- особо высокой точности — А;
- повышенной точности — П.
От того, к какой категории принадлежит токарный станок, зависят его функциональные возможности, и, соответственно, сфера применения. Узнать об основных технических возможностях станка можно и по его маркировке, которая включает в себя следующее:
- начальную цифру «1», свидетельствующую, что это именно токарный станок, а не какой-либо другой;
- вторую цифру, указывающую на тип, к которому относится токарный агрегат;
- третью цифру (а в некоторых моделях и четвертую) — это самый основной параметр станка, который характеризует высоту его центров.
Расшифровка маркировки токарных станков (нажмите, чтобы увеличить)
Присутствуют в маркировке таких агрегатов и буквенные обозначения, которые определяют его конструктивные особенности: уровень его автоматизации, точности, модификацию, оснащенность системой ЧПУ. К примеру, маркировка модели токарного станка 1И611П расшифровывается следующим образом: буква «И» говорит о том, что это устройство токарно-винторезной группы; буква «П» — станок повышенной точности; высота центров у данной модели соответствует значению 110 мм. Догадаться о том, какой категории перед вами токарный станок, можно и по фото модели.
Типы токарного оборудования
Токарно-револьверные станки предназначены для изделий, обрабатывать у которых необходимо несколько поверхностей, используя различные инструменты. Чтобы не выполнять установку и настройку каждого инструмента, на таких станках устанавливаются револьверные головки, в которых может быть предусмотрено два и более гнезда для размещения инструментов. Конечно, обслуживать такой токарный станок значительно сложнее, чем обычную модель, но это полностью компенсируется функциональностью этого агрегата. К примеру, популярными моделями подобных станков являются 1Е316П, 1Г340ПЦ, 1П371, 1А341.
Карусельный станок — одна из разновидностей станков токарной группы
Карусельные станки токарной группы предназначены для выполнения обработки заготовок, характеризующихся небольшой длиной, значительной массой, большим внешним диаметром. К ним относятся габаритные зубчатые колеса, маховики и др. Функциональные возможности таких токарных станков (например, моделей 1512, 1541, 1550, 1Л532 и прочих) позволяют выполнять на них различные виды токарных работ: точение, растачивание, прорезывание канавок, обработку торцов и др. А если дооснастить такие токарные агрегаты дополнительными приспособлениями, то они станут еще более универсальными: с их помощью можно будет выполнять некоторые фрезерные операции, нарезать резьбу, осуществлять шлифовку и производить ряд других технологических действий.
Рабочие органы многошпиндельного станка
Многошпиндельные станки, относящиеся к токарной группе, необходимы для выполнения сложнейших технологических операций в условиях серийного производства. Заготовки, которые можно обрабатывать на таких станках, могут иметь форму труб, шестигранных, квадратных и круглых прутков, фасонного профиля и др. Отличается подобная техника высокой жесткостью своей конструкции и мощным приводом, что позволяет выполнять с ее помощью обработку с высокой производительностью.
Что важно, такая сложная и функциональная техника обслуживается точно так же, как и станок обычной модели. Перечень технологических операций, которые можно выполнять на подобном агрегате, достаточно обширен: растачивание, черновое и фасонное обтачивание, нарезание и накатывание резьбы и др. Наиболее популярными моделями подобного токарного оборудования являются станки 1П365 и 1Б140.
Токарно-винторезный станок 16К20
Распространенными моделями станков для токарной обработки, которые завоевали широкую популярность еще во времена СССР, являются токарно-винторезные устройства. Свою популярность такие станки, которые можно встретить не только практически на любом промышленном предприятии, но и в школьных мастерских, завоевали благодаря тому, что с их помощью можно эффективно выполнять большой перечень технологических операций.
Каждый такой станок, вне зависимости от модели, имеет типовую конструкцию, состоящую из однотипных узлов. Наряду со своей функциональностью, токарно-винторезные модели токарных станков отличаются высокой безопасностью, простотой в работе и обслуживании, что и дает возможность использовать их в качестве агрегатов для оснащения школьных мастерских еще со времен СССР. Наиболее известными и популярными моделями такого токарного оборудования являются станки 16К20, 16К50, 16Б16А и 16П16П.
На предприятиях, выпускающих свою продукцию крупными сериями и использующими в производстве заготовки из фасонных профилей и калиброванных прутков, активно применяются токарные автоматы. Такие станки, на которых преимущественно выполняют операции точения в продольном направлении, с одинаковым успехом справляются с обработкой заготовок из различных металлов: сверхтвердых сплавов, мягкой меди и др.
На отечественном рынке токарные станки представлены в основном моделями зарубежных производителей (Япония, Южная Корея и др.). Есть и отдельные модели отечественного производства, например 1М10ДА.
Токарно-продольный автомат 1М10ДА
Операция [ править ]
Операция ткачества на текстильной фабрикевыполняется специально обученным оператором, известным как ткач. Ожидается, что ткачи будут придерживаться высоких отраслевых стандартов, и им будет поручено контролировать от десяти до тридцати отдельных ткацких станков одновременно. Во время рабочей смены ткачи сначала используют восковой карандаш или мелок, чтобы подписать свои инициалы на ткани, чтобы отметить смену смены, а затем пройдутся вдоль ткацкой стороны (передней) ткацких станков, за которыми они работают, осторожно касаясь ткани по мере ее поступления. из тростника. Это делается для того, чтобы нащупать порванные «кирки» или присадочную резьбу. Если будут обнаружены сломанные резцы, ткач отключит машину и постарается исправить ошибку, как правило, заменяя шпульку с наполняющей нитью в кратчайшие сроки. Их учат, что в идеале ни одна машина не должна останавливаться более чем на одну минуту,с более быстрым временем оборота предпочтительнее.
Для работы с ним требуется более 2 человек из-за того, как это работает.
Особенности конструкции станков токарной группы
Все станки, предназначенные для выполнения токарной обработки заготовок из металла и других материалов, имеют в своей конструкции типовые конструктивные элементы:
- станину — несущий элемент токарного агрегата, на котором устанавливаются все элементы его конструкции;
- фартук (в данном элементе токарного станка происходит преобразование движения валика или ходового винта в перемещение его суппорта);
- шпиндельную бабку, на которой размещается шпиндель устройства, а в ее внутренней части располагается коробка скоростей;
- суппорт (в данном элементе станка закрепляется режущий инструмент, также суппорт нужен для того, чтобы обеспечить продольную и поперечную подачу инструмента, совершаемую с заданными параметрами; в конструкции суппорта обязательно присутствует нижняя каретка, а у отдельных моделей их несколько, на верхней из которых крепится держатель для токарного инструмента);
- коробку подач (при помощи данного конструктивного элемента передается движение от ходового винта или валика на суппорт станка);
- электрическая часть конструкции станка, включающая в себя приводной электродвигатель, мощность которого у разных моделей станков может серьезно варьироваться, а также элементы, с помощью которых обеспечивается управление электрооборудованием устройства (естественно, данная часть токарного агрегата должна отвечать требованиям безопасности).
Основные узлы токарного станка
Все элементы конструкции станка опираются на две тумбы, которые выполняют несущую функцию, а также обеспечивают размещение заготовки на удобной для оператора высоте. Такие тумбы, отличающиеся массивностью своей конструкции, можно увидеть на фото токарного станка любой модели.
Основная часть конструктивных элементов токарного оборудования унифицирована, что позволяет оперативно и с минимальными затратами выполнять их техническое обслуживание и ремонт.
Конструкция суппорта токарного станка
Приводные валы станка
Пример расположения органов управления токарного станка (нажмите, чтобы увеличить)
Опасности [ править ]
При работе с опытным и внимательным ткачом станки сами по себе не опасны. Однако машинам присущ ряд опасностей, жертвами которых могут стать невнимательные или плохо обученные ткачи. Наиболее очевидным из них является движущийся тростник, рамы, удерживающие изгороди, и «щипковый» или «песчаный» валик, используемый для плотного прилегания ткани, когда она проходит через переднюю часть машины и на съемный валик. Самая распространенная травма при ткачестве — это защемление пальцев от отвлеченных или скучающих рабочих, хотя это не единственная обнаруженная такая травма. Есть многочисленные свидетельства того, что ткачи с длинными волосами запутались в самой основе и оторвали кожу головы от черепа или оторвали большие куски волос. [12]В результате этого для компаний стало отраслевым стандартом требовать от ткачей либо держать волосы поднятыми и завязанными, либо делать волосы короткими, чтобы они не запутались. Кроме того, из-за возможных защемлений на передней части машины запрещается носить свободную мешковатую одежду. Кроме того, челнок вылетает из ткацкого станка на высокой скорости (200+ миль / ч / 322 км / ч) и ударяет рабочего, когда движущийся язычок наталкивается на нить / пряжу или другое механическое заедание / ошибку. С точки зрения безопасности, одним из трудностей для ткачей является громкий характер работы ткацких фабрик (115 дБ +). Из-за этого почти невозможно услышать человека, зовущего на помощь, когда он запутался, и это побудило OSHA сформулировать конкретные рекомендации [13]для компаний, чтобы уменьшить вероятность возникновения таких обстоятельств. Однако даже при наличии таких руководящих принципов травмы в текстильном производстве из-за самих машин по-прежнему являются обычным явлением.
