Для чего служит задняя бабка
Задняя бабка токарного станка по металлу
Задняя бабка токарно-винторезного станка предназначена главным образом для поддерживания длинных заготовок во время обработки; она используется также для закрепления инструментов, предназначенных для обработки отверстий (сверл, зенкеров, разверток) и для нарезания резьб (метчиков, плашек). Главными частями задней бабки токарного станка по металлу (рис. 1) являются: пиноль 1, корпус 2, основная плита 12 и прихват 11. Пиноль 1 с помощью винта 4, гайки 5 и маховичка 8 можно перемещать в корпусе и фиксировать сухарем 9, затягивая рукоятку 3. Корпус 2 установочным винтом 10 можно смещать относительно плиты 12 вдоль ее направляющего выступа. На станине задняя бабка закрепляется прихватом 11, на который нажимает планка 14, перемещаемая рукояткой 7, эксцентриком 6 и тягой 13.
Рис. 1. Задняя бабка токарно-винторезного станка по металлу
Задняя бабка тяжелых токарно-винторезных станков имеет обычно механическое перемещение вдоль направляющих станины от отдельного электродвигателя; это значительно сокращает время ее перестановки и облегчает труд рабочего.
Корпус 178 задней бабки токарного станка по металлу (рис. 2) вместе с плитой 20 можно передвигать (вручную) по направляющим станины 130. В выбранном положении закрепление бабки производится посредством двух болтов 179 и планки 180. Для обработки конических поверхностей деталей, закрепленных в центрах, корпус бабки, как это было сказано выше, перемещается по плите перпендикулярно центровой линии станка по направляющей Л, имеющейся на плите. Это перемещение осуществляется при помощи болтов 181 и 183 и гайки 182, закрепленной в плите. Если требуется, например, переместить корпус бабки вправо (по рис. 2), надо немного вывернуть болт 183 и завернуть болт 181. Среднее положение корпуса, при котором производится обработка цилиндрических поверхностей, определяется по совпадению (на ощупь) обработанных плоскостей В, имеющихся на корпусе и на плите.
Рис. 2. Задняя бабка токарного станка по металлу 1А62
Перемещение пиноли 12 осуществляется при вращении маховичка 15, закрепленного на винте 173. Винт заворачивается в гайку 174, запрессованную в пиноль. Вращению пиноли с винтом препятствует шпонка 177. При крайнем правом положении пиноли винт 173 упирается в торец заднего центра 11 и выдавливает его. В требуемом положении пиноль закрепляется двумя зажимными втулками 175 и 176, которые сближаются при вращении рукоятки 13.
Задняя бабка токарного станка
Опорный узел обрабатывающего агрегата получил название задняя бабка токарного станка. Этот многофункциональный узел предназначен для фиксации обрабатываемой заготовки. В его конусном отверстии можно крепить металлорежущий инструмент различного назначения.
Устройство задней бабки
В любом токарном станке основой является станина. На ней крепится передняя бабка токарного станка, основные органы управления, задняя бабка. Последние имеют довольно разнообразные конструкции. Основные элементы выполняют одинаковые функции и построены по идентичным принципиальным схемам.
Такими элементами являются:
Чертёж задней бабки токарного станка позволяет понять кинематическую схему и взаимодействие всех элементов.
Центр задней бабки подсоединяется к суппорту. Через него передаётся поступательное движение. Это обеспечивается наличием самостоятельного привода подачи. В определённых типах агрегатов производится вращательное движение. Оно обеспечивается конструкцией пиноли задней бабки. Горизонтальное перемещение пиноли производится с помощью электрического двигателя или посредством гидравлического механизма. Выбор способа привода зависит от решаемых задач и модификации станка.
Все изделия должны удовлетворять следующим требованиям:
Обеспечение устойчивости и надежности крепления позволяет сохранять заданный класс точности обработки.
Простота конструкции и доступность комплектующих элементов позволяет изготовить эту часть токарного станка самостоятельно. При качественной сборке самодельная задняя бабка токарного станка будет выполнять основные функции не хуже заводской.
Назначение узла
Регулировка и ремонт задней бабки
Первоначальная регулировка данного элемента производиться специалистами на заводе. Длительная эксплуатация приводит к нарушению этих регулировок. Это ухудшает показатели точности обработки. Поэтому необходимо периодически проводить регулировку. Она направлена на возвращение параметров узла в исходное положение. Регулировка включат следующие операции:
Особое значение имеет соблюдение геометрической соосности между шпинделем и пинолью.
Для проверки в шпинделе зажимают стальной вал диаметром, например 100 мм и длиной около 500 мм. С другой стороны его зажимают пинолью. Величина выбранного вала зависит от характеристик станка. На направляющих станины устанавливают специальную стойку, снабжённую индикаторной головкой. Её перемещают вдоль установленной болванки и производят измерения параметра смещения. При необходимости производят регулировку положения центра упора.
Периодичность проверки, порядок регулировки указаны в паспорте каждого станка. Опыт профессионалов показывает, что целесообразно проводить такие проверки один раз в полгода. Нарушение параметров, выход из строя превращает агрегат в токарный станок без задней балки. Проведение плановых профилактических осмотров на предприятиях проводят опытные наладчики. Они могут квалифицированно определить изменение параметров и появившиеся неисправности.
После проверки может возникнуть необходимость на проведение восстановительных или ремонтных работ. Ремонт задней бабки токарного станка позволяет устранить неисправности и восстановить следующие параметры:
Ремонт этого узла предполагает проведение работ над пинолью, винтом подачи, механизмов крепления.
Самым трудоёмким считается восстановление точности отверстия, в котором закреплена пиноль. От этого зависит центровка со шпинделем. Основным способом ремонта является расточка с последующей доводкой. При окончательной установке применяют акрилопласты, например, стиракрил марки ТШ. Этими материалами устанавливают высоту расположения центра упора и точность посадки. Подобный способ ремонта менее затратен, чем расточка и изготовление новой пиноли.
Ремонт пиноли производят шлифовкой наружной поверхности. Чтобы восстановить конусное отверстие применяют специальную втулку. Сложность такого ремонта заключается в том, что наружная поверхность цилиндрическая, а внутренняя коническая. Трудность обработки связана с прочностью материала упора. Она изготовлена из легированной стали с последующим закаливанием. Это значительно повышает твёрдость.
После долгой эксплуатации приходиться проводить ремонт отверстий, в которых находятся подшипники. Наиболее эффективным считается замена корпусов на новые. После замены производят подгонку внутреннего диаметра каждого подшипника. Окончательно проверяют наличие радиального биения. Оно должно быть нулевым.
Ремонтировать мостик можно без применения акрилопласта.
Восстановление отверстия, в котором расположен узел, предполагает следующую последовательность действий:
Длительная эксплуатация токарного станка по металлу предполагает проведение периодического осмотра, ремонтных и восстановительных работ с последующей детальной настройкой. Качественно проведенный ремонт повышается надёжность, точность обработки и безопасность.
Устройство и назначение задней бабки токарного станка по металлу
Задней бабкой токарного станка именуется опорная деталь, которая необходима для крепления будущей детали, ее надежной фиксации.
У нее имеется конусное отверстие, куда закрепляется оборудование для резки металла. Сама деталь фиксируется на станине, являющейся основой любого токарного станка.
История возникновения
Непосредственно аналоги современных токарных станков были изобретены еще в глубокой древности. Привод изначально был ручной, а затем — ножной.
На таком станке обычно обрабатывались деревянные изделия. Чтобы приступить к обработке металла пришлось усовершенствовать конструкцию.
Сначала придумали станок, в котором заменили необходимость вручную держать обрабатываемую деталь, на механический держатель.
Наиболее широким изготавливались токарные станки на оружейных заводах. Там же их и совершенствовали, изобрели суппорт, ходовой винт, шестеренчатый перебор. Непосредственно включение суппорта уже сделали автоматическим на некоторых моделях оборудования.
Так производили оборудование до начала 20 века, а после революции появилась коробка передач. Позволявшая менять скорость обработки заготовки.
Устройство
К станине прикреплена передняя бабка, а также все основные детали станка и задняя бабка. Основные элементы во всех станках имеют идентичное устройство и общий принцип работы.
Поскольку все компоненты идентичны, не слишком различается и принцип работы.
Принцип работы
Центральная часть задней бабки присоединена к суппорту. Через него бабка получает поступательное движение, поскольку снабжена самостоятельным приводом передач.
В некоторых видах оборудования производится вращательное движение. Центр самой задней бабки не вращается. Конкретный способ привода зависит от модификации станка, а также от задач, которые необходимо решить.
Назначение узла
Основная функция — надежное закрепление заготовки. Также узел поддерживает второй край заготовки и контролирует стабильное вращение.
Устройство передней бабки
Основным узлом передней баки является шпиндель. Шпиндельная бабка закреплена на левом краю станины. Это наиболее важная деталь из всей конструкции.
Во внутреннем коническом отверстии шпинделя фиксируются различные необходимые приспособления, инструменты, оправки.
Как работает
Движение шпинделю передается от шкива клиноременной передачи. Все валы и сам шпиндель установлены на опорах качения.
При прямом направлении вращения у станка, необходимы большие крутящие моменты. Это возникает за счет большого числа дисков, которые расположены в левой части фрикционной муфты.
Если коробка передач закреплена в тумбе станины, то со шпинделем она связана ременной передачей. Такие модели оборудования названы станками с разделенным приводом.
Для чего она нужна?
Передняя бабка осуществляет основное движение и передает вращательный момент от приводного электродвигателя непосредственно к заготовке.
Если станок универсальный, то на нем передняя бабка с помощью конструктивных элементов осуществляет привод подачи суппорта с режущим инструментом.
Регулировка и ремонт
Регулировка включает обязательные этапы:
Как часто необходимо совершать проверку и ее порядок указаны в паспортной документации к каждому станку.
Если возникла необходимость, то проводятся восстановительные или ремонтные работы. Восстанавливают следующие параметры:
Также часто приходится восстанавливать точность отверстия, куда закреплена пиноль.
Передняя и задняя пиноль своими руками
Шпиндельная бабка — это априори наиболее сложный элемент всего оборудования. При изготовлении необходимо учесть, что понадобится блок из сменных шестеренок, которые передают и меняют скорость вращательного движения шпинделя и момента вращения непосредственно с вала коробки передач.
Заднюю бабку делают с подвижным или неподвижным центром вращения. Для подвижного варианта центра понадобится в отверстие пиноли установить пару подшипников: с переднего края с коническим роликом, он будет упорный и задний, радиальный, расточен под конус.
Установка и фиксация заднего центра у станка осуществляется за счет конусного отверстия втулки. Шпиндельная и упорная бабка являются основой конструкции любого токарного станка.
Поэтому мастер должен знать принцип их работы, как сделать такую деталь своими руками и как ее отрегулировать, а по возможности и отремонтировать.
Задняя бабка токарного станка — устройство, назначение, ремонт
Задняя бабка токарного станка – элемент строения, служащий для фиксации заготовки в ходе ее обработки. Этот узел – дополнительная база крепления для детали. В ходе выполнения сверлильных работ, бабка примыкает к узлу суппорта и получает через него подачу механического типа. В этом случае сверло вставляется в пиноль, а не в центр.
Устройство задней бабки токарного станка
Данный элемент токарного станка имеет такие основные конструктивные детали:
фото:устройство задней бабки токарного станка
Как правило, плита во всех моделях делается плоской. Во время работы следует обеспечивать максимально надежное крепление. Выступ поперечины необходимо располагать в щели, образуемой направляющими станка.
Устройство бабки токарного станка (шпиндельный узел)
Передняя бабка состоит из шпинделя, установленного в корпус, узла изменения направления вращения и регулировки оборотов, механизма пуска и останова.
Корпус шпиндельного устройства может иметь различную форму, отливается, как правило, из чугуна. В современных станках в жестком корпусе передней бабки имеются точные отверстия для установки передних и задних подшипников шпинделя.
Передача вращательного движения от двигателя к шпинделю осуществляется посредством клиновых ремней и шестерней зубчатой передачи. В станках токарной группы с ЧПУ энкодер воспринимает вращение шпинделя и преобразует его в электрический импульс, посылаемый в модуль ЧПУ. В свою очередь, контроллер управляет работой серводвигателя привода для постепенного (не дискретного) регулирования частоты оборотов шпинделя.
Шпиндельный узел, как правило, имеет систему циркуляционной смазки.
Устройство и принцип работы
Несмотря на различия в строении задних бабок у многих станков, схема их работы и производства в большинстве случаев приблизительно одинакова. Исходя из этого, можно сложить общую схему строения этой детали в большинстве станков. Классическая конструкция данного элемента конструкции будет выглядеть следующим образом:
Данный узел обладает отверстием в шпинделе, куда устанавливаются инструменты для работы с заготовками. Во время эксплуатации станка, узел двигается станиной для подбора походящей дистанции в зависимости от размеров обрабатываемой детали. Учитывая специфику выполняемых работ, шпиндель можно настроить как на вращающиеся, так и на неподвижные детали. Все передвижения данного узла осуществляются в рамках подготовительных работ.
Узел в устройстве двигается путем зацепления выступа планок. В этом же случае активируется автоматическое передвижение суппорта. Перемещать узел параллельно станине можно посредством специальной рукоятки. Так делают в том случае, если надо закрепить заготовку в центрах, для подводки режущей поверхности к детали и для перемены положения револьверной головки.
В станках с небольшими параметрами, передвижение шпинделя осуществляется посредством специальной шестерни, которая находится в кронштейне. На больших станках узел приводится в движение при помощи электропривода. Передвижение шпинделя осуществляется в направлении оси, и оно не зависит от того, что в нем закреплено – рабочий инструмент или заготовка.
Шпиндель передней бабки
Шпиндель — полый внутри вал, изготовленный из углеродистой стали, в отверстие которого пропускают длинномерные заготовки. Установлен шпиндель в корпус передней бабки посредством переднего и заднего подшипниковых узлов.
Посадочные поверхности торца шпинделя имеют обработку не ниже 6 квалитета (в прецизионных станках значительно выше), при изготовлении поверхность подвергается закалке и шлифовке (Ra не ниже 1,25), а ее наружный диаметр строго концентричен оси вращения. В противном случае радиальное и торцевое биение патрона или другого зажимного устройства, установленного на шпиндель, будут превышать допустимые значения. Это скажется на точности обработки заготовки.
В связи с этим, при замене зажимной оснастки посадочные поверхности шпинделя необходимо оберегать от различного рода повреждений, а также проверять биение вновь установленных патрона или цанги.
Проверка точности
При неудовлетворительных результатах проводят регулировку передней бабки токарного станка: установку оптимальных зазоров в радиально-упорных и упорных подшипниках шпинделя, воспринимающих радиальное и осевое усилие при работе оборудования.
Строение суппорта
Суппорт токарного станка – это узел, благодаря которому обеспечивается фиксация режущего инструмента, а также его перемещение в наклонном, продольном и поперечном направлениях. Именно на суппорте располагается резцедержатель, перемещающийся вместе с ним за счет ручного или механического привода.
Суппорт с кареткой станка Optimum D140x250
Движение данного узла обеспечивается его строением, характерным для всех токарных станков.
Резцедержатель быстросменный MULTIFIX картриджного типа
Резцедержатель, который также называют резцовой головкой, устанавливается в верхней части суппорта. Последнюю при помощи специальных гаек можно фиксировать под различным углом. В зависимости от необходимости на токарных станках могут устанавливаться одно- или многоместные резцедержатели. Корпус типовой резцовой головки имеет цилиндрическую форму, а инструмент вставляется в специальную боковую прорезь в нем и фиксируется болтами. На нижней части резцовой головки имеется выступ, который вставляется в соответствующий паз на суппорте. Это наиболее типовая схема крепления резцедержателя, используемая преимущественно на станках, предназначенных для выполнения несложных токарных работ.
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.
Настройка и регулировка
Регулировка задней бабки токарного станка выполнена на заводе изготовителе. Дополнительная регулировка требуется при ухудшении точности станка. Заключается она в установке минимальных зазоров в передних и задних подшипниках пиноли (модели с вращающейся пинолью), компенсации люфта между опорными поверхностями упорной бабки и направляющими станины, исключению смещения относительно оси шпинделя.
Геометрическую соосность передней и задней бабок проверяют, зажимая стальной вал длиной 400-500 мм (в зависимости от РМЦ станка) в центрах бабок токарного станка. Стойка с индикаторной головкой, установленная на направляющих станины, перемещается вдоль осевой линии заготовки. После проверки и при необходимости производится настройка задней упорной бабки.
Частота выверки и регулировки станка указана в паспорте на ту или иную модель оборудования. Плановый профилактический осмотр и регулирование бабок станка токарной группы для компенсации износа и обеспечения нормальных зазоров между их рабочими поверхностями обычно рекомендуется проводить раз в полгода.
Наша компания занимается ремонтом и модернизацией токарных станков, узнать об этом подробнее можно в Разделе «Ремонт и модернизация»
Задняя бабка токарного станка: устройство, назначение, ремонт
Если посмотреть на чертеж любого агрегата, предназначенного для токарной обработки металлов, можно понять, что конструкция и устройство токарного станка являются почти полностью идентичными для разных моделей установок.
Можно выделить следующие основные узлы любого станка для выполнения токарных работ по металлу – станина, две бабки (передняя и задняя), фартук, суппорт, коробки подач и скоростей, шпиндель, электродвигатель. Все механизмы и части токарного агрегата устанавливаются тем или иным образом на станине. Именно этот узел представляет собой базовый центр станка.
Станина – это продольные стенки в количестве двух штук, которые между собой соединяются поперечными ребрами, увеличивающими общую жесткость установки.
Интересующий нас узел, кроме того, располагает несколькими направляющими, часть из коих имеет призматический вид. Задняя бабка в токарных агрегатах всегда располагается на внутренних направляющих.
По ним она передвигается на требуемое при работе расстояние.
На левом конце станины устанавливается передняя бабка, которая поддерживает заготовку при обработке и придает ей вращение.
На внешней стороне передняя бабка располагает рукоятками еще одной важной части станка – коробки скоростей. Эти рукоятки позволяют выбирать во время работы нужное число оборотов шпиндельного узла.
На табличке, которую прикрепляют к бабке (имеется в виду передняя бабка), есть схематический чертеж с указанием того, каким именно образом нужно поворачивать рукоятку, чтобы выставить требуемые обороты. Шпиндель вращается в подшипниках качения либо скольжения в корпусе бабки.
Данный узел необходим для передачи вращения детали, устанавливаемой на токарный агрегат для обработки.
Крайние направляющие станины (они являются призматическими) строго выверяют на их взаимную параллельность и прямолинейность. По направляющим движется каретка – нижняя часть суппорта.
Если направляющие станка не соответствуют требованиям, указанным выше, детали будут обрабатываться некачественно.
Этот узел дает возможность надежно фиксировать протяженные детали в тех случаях, когда их помещают в обрабатывающий центр.
Кроме того, задняя бабка служит для крепления разных рабочих приспособлений (например, метчиков, разверток, всевозможных видов сверл и т.д.).
Если схема передней бабки всегда одинакова, то задняя бабка может быть нескольких разновидностей. Она может иметь: обычный центр; встроенный вращающийся центр.
Центр, указанный вторым, ставится на те станки, на которых планируется скоростная обработка детали (применяется специальная кинематическая схема).
Задняя бабка в этом случае будет иметь следующую конструкцию: выточенное отверстие в пиноли с коническими роликами и подшипниками в нем.
Подшипник шарикового типа нужен для установки втулки с отверстием в форме конуса. В это отверстие помещается центр.
Упорный шарикоподшипник берет на себя осевое усилие. Втулка не сможет вращаться в тех случаях, когда пиноль соединяется с втулкой специально смонтированным стопорящим приспособлением. Если реализовывается такая кинематическая схема (ее чертеж набросать совсем несложно), задняя бабка может служить в качестве держателя развертки, сверла, любого зенкера и прочего центрового инструмента.
Когда бабка имеет обычный центр, ее корпус находится на плите, установленной на направляющих. В корпусе вырезается отверстие, по которому передвигается (в продольном направлении) гайка с пинолью.
Центр либо хвостовик какого-либо рабочего инструмента вставляют в коническое отверстие на переднем торце пиноли, которую перемещают маховичком. Кроме того, есть возможность смещать пиноль поперечно к плите при помощи винтов.
При обработке детали с пологим конусом такая возможность незаменима.
Шпиндель – это пустотелый стальной вал с отверстием конической формы. Данный узел агрегата по металлу считается самым главным (многие другие основные узлы станка созданы для обеспечения работы шпинделя).
В нем имеется отверстие (коническое), предназначенное для монтажа разнообразных инструментов, оправок и переднего центра (чертеж токарного оборудования указывает, какие именно приспособления можно крепить в указанном отверстии).
При быстрой остановке шпинделя она исключает опасность не контролированного свертывания патрона.
Чтобы узнать, есть такая канавка на той или иной токарной установке, следует тщательно изучить чертеж станка, где указываются все его основные и дополнительные части.
Исправность шпинделя и его правильное вращение являются ключевыми условиями для токарной обработки любой детали.
Важно добиться того, чтобы этот узел не имел в радиальном и осевом направлении в подшипниках ни малейшего люфта, а также слабины.
В тех случаях, когда возникают указанные негативные явления, резцедержатель и инструмент в нем начинают дрожать, что приводит к ухудшению качества обработки.
На большинстве известных агрегатов отечественного производства (например, на станке 1М63 или на станке 1Е61М) вращение шпинделя происходит в подшипниках скольжения. Хотя есть и оборудование с роликовыми и шариковыми подшипниками качения, которые считаются более жесткими и используются по этой причине на станках с большими скоростями обработки заготовок.
Резцедержатель с установленным в него инструментом для обработки деталей перемещается благодаря суппорту в наклонном, поперечном и продольном по отношению к оси агрегата направлении.
Движение рабочему инструменту сообщается на токарных станках как вручную, так и механически.
Если посмотреть на чертеж суппорта стандартной токарной установки, можно понять, каким образом резцедержатель с резцом передвигается:
Резцедержатели (резцовые головки) ставятся сверху суппорта. Конструктивно они могут быть одно- и многоместными. Обычный резцедержатель представляет собой корпус цилиндрической формы с прорезью.
Рабочий инструмент (токарный резец) устанавливают в прорезь, а затем посредством болта закрепляют его. Снизу резцовая головка имеет форму буквы «Т», благодаря чему она без труда входит в паз суппорта (верхней его части).
Существуют и другие варианты крепления резцедержателя.
Понятно, что никакая кинематическая схема функционирования станка для токарной обработки металлических изделий не может быть реализована, если на агрегате отсутствует электродвигатель.
Двигатель может быть: асинхронным; постоянного тока. Электродвигатель асинхронного типа располагает литой чугунной либо алюминиевой станиной, ротором и статором.
В зависимости от установленной на станок модели двигатель способен выдавать несколько скоростей вращения (либо одну).
Обычно электрическая схема токарного станочного оборудования работает за счет двигателя с короткозамкнутым ротором. Коробка передач (как следствие и коробка скоростей, и иные основные электрокомпоненты станка) в данном случае соединяется с «движком» либо посредством ременной передачи, либо напрямую с ротором.
На токарный агрегат может монтироваться и двигатель, позволяющий выполнять изменение скоростей вращения по бесступенчатому принципу.
Он представляет собой устройство с независимым возбуждением, обеспечивающее регулировку частоты вращения в интервале 10 к 1.
Такое оборудование применяется намного реже, так как короткозамкнутый двигатель характеризуется малыми размерами и высоким уровнем экономичности его применения.
Двигатель постоянного тока чаще используется для упомянутого выше бесступенчатого регулирования скоростей шпиндельного узла.
Станину такого мотора делают из стали низкоуглеродистых марок (выбор материала неслучаен, он связан с тем, что станина является магнитопроводом), а сердечники его статора – из электротехнической стали.
Добавим, что двигатель любого вида функционирует в комплексе с другим электрооборудованием, которое монтируется на токарный станок и обеспечивает его бесперебойную эксплуатацию по определенной электрической схеме.
Изучаем токарный станок по металлу: строение механизмов, основные детали, части и узлы
Первый в истории человечества механический токарный станок был изобретен в XVIII веке отечественным умельцем А.К.Нартовым. Уникальность его состояла в наличии суппорта — революционного устройства, освобождающего руки рабочего.
Сегодня на токарных станках обрабатывается до 70% всех металлических деталей. Это один из самых востребованных видов промышленного оборудования.
Постепенно обычные станки вытесняются оборудованием с числовым программным управлением, более эффективным и точным.
Устройство токарного станка
токарный станок по металлу
Чтобы лучше понять принцип работы оборудования изучим строение его главных механизмов:
Устройство передней бабки 
Передняя бабка в разрезе
Передняя бабка металлообрабатывающего станка представляет собой металлическую деталь, обычно из чугуна, в которой располагается переключатель скоростей и главная рабочая часть — шпиндель. На бабке крепится болванка будущей детали. Коробка скоростей принуждает деталь вращаться.
Основной компонент передней бабки — это вал в виде металлической трубки — шпиндель. Вал оканчивается резьбой особого размера для крепления патрона (используются поводковые, а также кулачковые типы) либо планшайбы, которая удерживает деталь. Здесь же находится прорезь в виде конуса для установки переднего центра.
В шпинделе есть сквозное отверстие, сюда вставляют прут при необходимости его обработки. Для вращения шпинделя в передней бабке установлены подшипники, движение передается заготовке. В обычных станках используются подшипники скольжения, а в скоростных — роликовые или шариковые (качения).
Именно от правильного движения шпинделя зависит точность обработки детали на станке.
Подшипники не должны иметь люфта, работать легко и равномерно, удерживать шпиндель крепко и устойчиво. Два подшипника обеспечивают надежное крепление и вращение: задний и передний.
Таблица переключателя вращения шпинделя
На внешней стороне стойки находится переключатель скоростей и информационная таблица. В таблице разъясняется, в какое положение устанавливать переключатель, чтобы получить требуемую скорость (число оборотов за минуту) вращения шпинделя.
Переключение скоростей производится после полной или частичной остановки инструмента, иначе зубчатые колеса передачи быстро выйдут из строя.
Схема гитары 
Гитара станка
Гитара сменных колес это устройство, контролирующее характер шагового движения при нарезке резьбы. Каждый тип нарезки соответствует определенному набору зубчатых сменных колес. Такой механизм можно обнаружить на токарно-винторезном оборудовании старого образца. Он управляет движением резцедержателя.
Устройство коробки подач 
Коробка подач
Коробка подач — одна из основных частей механизма передачи, которая от шпинделя подает движение на суппорт. На этом участке скорость кручения движущихся элементов меняется, благодаря чему суппорт передвигается с необходимой скоростью в поперечном или продольном направлении.
Фартук — преобразовывает вращение вала хода в движение суппорта в обоих направлениях.
Чертеж станины 
Станина
Станина (подставка) — основание машины, обычно выполняется из тяжелого металла (чугуна). Крепится на пару толстых столбов. Верхние части подставки — пара гладких рельс и пара направляющих в виде призмы, по ним перемещаются задняя бабка и суппорт.
Устройство суппорта Суппорт
Чертеж задней бабки Задняя бабка
Задняя бабка нужна чтобы закрепить свободный конец крупной детали из металла во время работы. На нее крепятся и дополнительные инструменты, например, сверла.
Задняя бабка может быть с обычной или крутящейся встроенной серединой. Встроенную крутящуюся середину используют в механизмах для ускоренного резания.
Короб с электрическими частями содержит кнопки, рукоятки и тумблеры для пуска и остановки металлообрабатывающего станка, электромотора, управления устройствами подач и оборотов, надзора над устройством фартука.
Кроме перечисленных частей в механизме токарного станка могут применяться хомуты, цанги, планшайбы, оправки, люнеты. Не в каждом станке присутствуют описанные выше части. Так, в станках для нарезки резьбы на детали нет коробки подач, вместо нее работает гитара и зубчатые колеса. У других устройств узел подач состоит из пары механизмов.
Технические характеристики и принцип работы
Независимо от устройства, станок характеризуется несколькими показателями:
А — передняя бабка, Б — суппорт, В — задняя бабка, Г — станина, Д — основание, Е — фартук, Ж — привод деления и затылования, З — гитара
В крепления на задней бабке устанавливается инструмент, которым будет производиться обработка детали. Бабка перемещается по рельсам станины на расстояние, определяемое длиной обрабатываемой заготовки.
Суппорт располагается между передней и задней бабками, во время работы каретка двигается по рельсам и перемещает резак вдоль заготовки. Устройство резцедержателя зависит от металла детали и степени нагрузки на инструмент. Если работа не слишком сложна, достаточно будет одиночного держателя.
На токарных станках современных моделей обычно устанавливают головки резцов. Это достаточно устойчивое устройство, способное удержать до четырех инструментов одновременно.
В качестве двигателя используется электрический мотор с ременной передачей. Ремень идет от двигателя к шкиву токарного станка, основное внимание следует уделять его натяжке, обеспечивающей хороший ход. Ремень изготавливается из брезентовой ленты, прорезиненной ткани или другого прочного материала.
Видео о том, как правильно выбрать токарный станок по металлу:
Задняя бабка токарного станка. Устройство и технология ремонта
Задняя бабка служит для поддержания обрабатываемой заготовки при обработке в центрах и представляет собой вторую опору.
При сверлении задняя бабка специальным прихватом соединяется с кареткой суппорта и получает от него механическую подачу. Сверло вставляется в пиноль вместо центра.
Задняя бабка должна удовлетворять следующим условиям:
Устойчивость и надежное положение оси задней бабки являются необходимыми условиями для получения удовлетворительных результатов при обработке в центрах и устранения возможности аварий из-за вырывания обрабатываемой детали из центров. Это зависит от закрепления корпуса задней бабки на станине.
Конструкции задних бабок очень разнообразны, но основные принципиальные схемы их имеют много общего. Поэтому, зная принципиальное устройство задней бабки какого-либо универсального токарного станка средних размеров, можно без труда разобраться в конструкции бабок других токарных станков.
Рассмотрим конструкцию задней бабки токарного станка. Корпус задней бабки этого станка, как и большинства станков других типов, состоит из двух деталей: собственно корпуса 1 и основания (плота, мостика) задней бабки 2.
Плот (мостик) пришабривается по направляющим станины, а на верхнюю поверхность его устанавливается корпус.
Плоскости соприкосновения корпуса с плотом пришабриваются так, чтобы ось задней бабки по высоте совпадала с осью шпинделя станка и была ей параллельна.
Параллельность осей достигается за счет пришабривания вертикальной грани направляющего буртика а плота. Боковое совпадение осей достигается перемещением корпуса по плоту при помощи винта с квадратной головкой и гайки.
Корпус крепится к плоту и одновременно к станине при помощи двух болтов 4 и накладки 3.
Достижение совпадения осей шпинделей передней и задней бабок посредством шабровки опорных плоскостей корпуса бабки требует значительной затраты времени.
Поэтому, как правило, при капитальном ремонте совпадение осей передней и задней бабки достигается за счет расточки отверстия под шпиндель задней бабки.
При этом возникает необходимость замены шпинделя задней бабки, который окончательно протачивается по наружному диаметру лишь после расточки корпуса задней бабки.
Шпиндель (пиноль) задней бабки 7 представляет собой пустотелый цилиндр, передний край которого выполнен в виде конуса Морзе в который вставляется центр 6 или сверло, а в задний — гайка 9. При помощи этой гайки и винта 8 с маховиком 10 шпиндель может передвигаться вдоль оси.
Шпонка 5 предохраняет шпиндель от поворота. Шпиндель зажимается рукояткой, которая имеет на конце правую и левую нарезки для зажимных сухарей. При убирании шпинделя полностью в заднюю бабку винт 8 своим торцом упирается в торец центра 6 и выталкивает его из корпуса шпинделя.
Таким образом, в этой конструкции выбивание центра из конуса очень удобно.
У тяжелых станков шпиндель не имеет гайки, нарезка сделана непосредственно на шпинделе, а втулка маховика является гайкой. Из такого шпинделя выбить центр с торца невозможно. Поэтому обыкновенные центры для таких шпинделей не годятся; центры должны быть с нарезкой.
На нарезку навертывается гайка, при помощи которой можно выпрессовывать центр, или на центрах делаются лыски, которые дают возможность ключом повернуть центр и тем самым освободить его из гнезда.
Пользование простыми центрами у этих станков должно быть запрещено, так как они запрессовываются и выбить их можно только ударами кувалды или разогревом шпинделя паяльными лампами. Это приводит к порче конуса шпинделя.
При обработке пологих конусов необходимо смещать центр задней бабки в поперечном направлении. Для этой цели корпус задней бабки и основание связаны друг с другом поперечной шпонкой. Поперечное смещение корпуса бабки относительно основания производится винтами и гайкой.
Задняя бабка токарного станка 1к62. Сборочный чертеж
Задняя бабка токарного станка. Сборочный чертеж. Смотреть в увеличенном масштабе
Задняя бабка токарного станка 16к20. Сборочный чертеж
Задняя бабка токарного станка. Сборочный чертеж. Смотреть в увеличенном масштабе
Ремонт и восстановление задней бабки токарного станка
Притирами обычно ремонтируют малоизношенные отверстия.
При этом высоту центров восстанавливают постановкой на направляющие компенсационных накладок и изготовляют новую пиноль.
При ремонте растачиванием одновременно восстанавливают высоту центров. После расточки отверстие обычно доводят притирами, а пиноль изготовляют большего диаметра.
Акрилопластами восстанавливают как точность посадки пиноли, так и высоту центров. При этом пиноль не изготовляют, а ремонтируют.
Этот способ ремонта наиболее эффективный, так как он требует затрат времени и средств в 3—5 раз меньших, чем в первых двух способах.
Рассматриваемые ниже два варианта ремонта задней бабки наглядно подтверждают выгодность ремонта с применением акрилопластов, в частности стиракрила марки ТШ.
Ремонт корпуса и мостика задней бабки без применения акрилопласта
Последовательность ремонта следующая:
Рассмотренный технологический процесс задней бабки широко применяется на многих заводах, несмотря на значительную его трудоемкость.
Восстановление задней бабки акрилопластом
Восстановление задней бабки акрилопластом весьма прост и эффективен, так как отпадают операции по точной расточке и доводке отверстия корпуса и создается возможность сохранения старой пиноли. Ремонт мостика производят так же, как при ремонте без акрилопласта.
Технологический процесс восстановления отверстия корпуса задней бабки включает следующие операции:
Ремонт пиноли задней бабки
Этот процесс включает операции по шлифованию наружного диаметра и восстановлению конусного отверстия путем установки компенсационной втулки.
Компенсационная втулка (рис. 61, а) имеет цилиндрическую форму снаружи и конус внутри. Втулку часто изготовляют из цементируемой стали, при этом конус закаливают до HRC 58—60. Толщина стенки втулки около наибольшего диаметра конуса принимается от 2 мм и более (в зависимости от диаметра пиноли).
Пекелис Г. Д., Гельберг Б.Т. Л., «Машиностроение». 1970 г.
Передняя шпиндельная и задняя упорная бабки токарного станка: устройство, составные части, регулирование и наладка узлов
За точность установки и обработки детали в токарных станках отвечают специальные узлы — токарные бабки.
Задняя (упорная) бабка — узел токарного станка для фиксации (поджатия) обрабатываемых заготовок с помощью упорного или вращающегося центра, а также для установки режущего инструмента: сверл, зенкеров, разверток.
Устройство бабки токарного станка (шпиндельный узел)
Передняя бабка состоит из шпинделя, установленного в корпус, узла изменения направления вращения и регулировки оборотов, механизма пуска и останова.
Корпус шпиндельного устройства может иметь различную форму, отливается, как правило, из чугуна. В современных станках в жестком корпусе передней бабки имеются точные отверстия для установки передних и задних подшипников шпинделя.
Передача вращательного движения от двигателя к шпинделю осуществляется посредством клиновых ремней и шестерней зубчатой передачи.
В станках токарной группы с ЧПУ энкодер воспринимает вращение шпинделя и преобразует его в электрический импульс, посылаемый в модуль ЧПУ.
В свою очередь, контроллер управляет работой серводвигателя привода для постепенного (не дискретного) регулирования частоты оборотов шпинделя.
Шпиндельный узел, как правило, имеет систему циркуляционной смазки.
Шпиндель передней бабки
Посадочные поверхности торца шпинделя имеют обработку не ниже 6 квалитета (в прецизионных станках значительно выше), при изготовлении поверхность подвергается закалке и шлифовке (Ra не ниже 1,25), а ее наружный диаметр строго концентричен оси вращения. В противном случае радиальное и торцевое биение патрона или другого зажимного устройства, установленного на шпиндель, будут превышать допустимые значения. Это скажется на точности обработки заготовки.
В связи с этим, при замене зажимной оснастки посадочные поверхности шпинделя необходимо оберегать от различного рода повреждений, а также проверять биение вновь установленных патрона или цанги.
Проверка точности
При неудовлетворительных результатах проводят регулировку передней бабки токарного станка: установку оптимальных зазоров в радиально-упорных и упорных подшипниках шпинделя, воспринимающих радиальное и осевое усилие при работе оборудования.
Устройство задней бабки токарного станка
Упорная бабка состоит из плиты (основания, опирающегося на направляющие станины, корпуса со втулкой, в которую установлена рабочая пиноль, маховика (колеса перемещения пиноли)) и рукояток фиксации пиноли и задней бабки. В передней части пиноли имеется коническое отверстие, служащее для установки и фиксации приспособлений и инструмента.
Настройка и регулировка
Регулировка задней бабки токарного станка выполнена на заводе изготовителе. Дополнительная регулировка требуется при ухудшении точности станка.
Заключается она в установке минимальных зазоров в передних и задних подшипниках пиноли (модели с вращающейся пинолью), компенсации люфта между опорными поверхностями упорной бабки и направляющими станины, исключению смещения относительно оси шпинделя.
Геометрическую соосность передней и задней бабок проверяют, зажимая стальной вал длиной 400-500 мм (в зависимости от РМЦ станка) в центрах бабок токарного станка. Стойка с индикаторной головкой, установленная на направляющих станины, перемещается вдоль осевой линии заготовки. После проверки и при необходимости производится настройка задней упорной бабки.
Частота выверки и регулировки станка указана в паспорте на ту или иную модель оборудования. Плановый профилактический осмотр и регулирование бабок станка токарной группы для компенсации износа и обеспечения нормальных зазоров между их рабочими поверхностями обычно рекомендуется проводить раз в полгода.
Наша компания занимается ремонтом и модернизацией токарных станков, узнать об этом подробнее можно в Разделе «Ремонт и модернизация»
Восстановление и ремонт задней бабки токарного станка
Задняя бабка токарного станка – элемент строения, служащий для фиксации заготовки в ходе ее обработки. Этот узел – дополнительная база крепления для детали. В ходе выполнения сверлильных работ, бабка примыкает к узлу суппорта и получает через него подачу механического типа. В этом случае сверло вставляется в пиноль, а не в центр.
Функции задней бабки
Данный элемент конструкции станка отвечает за качество фиксации и обработки деталей. Именно поэтому очень важной его характеристикой должна быть устойчивость. Этот узел предотвращает смещение детали в ходе ее обработки и должна отвечать за корректное местоположение оси центра. К тому же данная деталь отвечает за правильное направление шпинделя и его стабильную фиксацию.
Кроме этих функций, такой узел также должен обладать возможностью оперативной установки на оси станка и опцией точной фиксации детали на обоих центровых отверстиях аппарата. Именно стабильность и устойчивость задней бабки способствуют точной обработке заготовок.
Таким образом, данная деталь также предотвращает возникновение аварийных ситуаций во время эксплуатации станка. В случае неисправного состояния этого узла, деталь может вылететь из центров и повредить станок или ранить оператора.
Несмотря на различия в строении задних бабок у многих станков, схема их работы и производства в большинстве случаев приблизительно одинакова. Исходя из этого, можно сложить общую схему строения этой детали в большинстве станков. Классическая конструкция данного элемента конструкции будет выглядеть следующим образом:
Данный узел обладает отверстием в шпинделе, куда устанавливаются инструменты для работы с заготовками.
Во время эксплуатации станка, узел двигается станиной для подбора походящей дистанции в зависимости от размеров обрабатываемой детали.
Учитывая специфику выполняемых работ, шпиндель можно настроить как на вращающиеся, так и на неподвижные детали. Все передвижения данного узла осуществляются в рамках подготовительных работ.
Узел в устройстве двигается путем зацепления выступа планок. В этом же случае активируется автоматическое передвижение суппорта. Перемещать узел параллельно станине можно посредством специальной рукоятки. Так делают в том случае, если надо закрепить заготовку в центрах, для подводки режущей поверхности к детали и для перемены положения револьверной головки.
В станках с небольшими параметрами, передвижение шпинделя осуществляется посредством специальной шестерни, которая находится в кронштейне. На больших станках узел приводится в движение при помощи электропривода. Передвижение шпинделя осуществляется в направлении оси, и оно не зависит от того, что в нем закреплено – рабочий инструмент или заготовка.
Поскольку задняя бабка – один из наиболее задействованных узлов во время работы, то она довольно часто выходит из строя. Чаще всего приходится восстанавливать нормальное соотношение мостика и станины, регулировать высоту центров и настраивать точность отверстия. Часто ремонта требуют отдельные детали задней бабки: пиноль, элементы управления.
Труднее всего восстановить точность отверстия корпуса и отрегулировать высоту центров. Наиболее эффективный метод исправления большинства поломок задней бабки – акрилопласты. Незначительные дефекты отверстия под пиноль можно ремонтировать посредством притир, но после этого желательно использовать тот же акрилопласт.
Для регулировки высоты центров используют растачивание и восстанавливают их параметры при помощи специальных накладок, которые устанавливают на направляющие. После этого необходимо изготовить новый шпиндель. Посадить его на место следует при помощи все того же акрилопласта.
Ремонт пиноли осуществляется также посредством шлифовальных работ с наружной стороны. Чтобы восстановить конусное отверстие применяют втулку, которая выполняет компенсаторную функцию. Снаружи у этой детали форма цилиндра, и только внутри – конуса. Изготовлена она из каленой стали. Внешней диаметр втулки делают по расточенному отверстию, при этом обязательно оставляют небольшой люфт.
Нередко случается такое, что необходимо ремонтировать отверстие для подшипников. Проще всего осуществить ремонт посредством замены испорченного узла. Затем необходимо подстроить внутренний диаметр в соответствии с наличными подшипниками.
Восстановление акрилопластом
Задняя бабка является одним из ключевых узлов токарного станка.
Именно поэтому каждый оператор подобной установки должен знать строение этой детали, обладать минимальной информацией о наиболее вероятных причинах и «симптомах» ее поломки. Стоит отметить, что хоть самые простые поломки узла и можно устранить самостоятельно, но всегда лучше проконсультироваться со специалистом.
Задняя бабка токарного станка
Данный элемент токарного станка имеет такие основные конструктивные детали:
фото:устройство задней бабки токарного станка
Как правило, плита во всех моделях делается плоской. Во время работы следует обеспечивать максимально надежное крепление. Выступ поперечины необходимо располагать в щели, образуемой направляющими станка.
Задняя бабка токарного станка имеет отверстие в пиноли, куда вставляются инструменты для обработки.
Во время работы она передвигается по станине, чтобы подобрать подходящее расстояние, соответствующее размерам обрабатываемой заготовки. В зависимости от типа работ, в заднюю бабку помещают как вращающиеся детали, так и неподвижные.
Все перемещения осуществляются во время подготовительных процессов, тогда как во время работы этот узел остается неподвижным.
Задняя бабка токарного станка перемещается в тех случаях, когда происходит зацепление выступа планок. Тогда же может включиться автоматическое перемещение суппорта.
Перемещение задней бабки вдоль станины происходит при помощи специальной рукоятки. Это может применяться для установки заготовки в центре устройства, для подведения резца к детали, а также для поворота револьверной головки.
Если станок имеет средние размеры, то перемещение происходит благодаря повороту небольшой шестерни, которая располагается в кронштейне. Она зацепляется с рейкой станка.
Если же размер станка является большим, то эта процедура осуществляется при помощи электрического привода.
Перемещение пиноли осуществляется в осевом направлении. Движение подачи здесь также происходит при помощи осевого перемещения. Здесь нет разницы, закрепляется в пиноли режущий инструмент или обрабатываемая заготовка, так как вращательные движения определятся операциями, которые производятся на станке.
Перед тем как вставить деталь в заднюю бабку, следует ее отрегулировать. В первую очередь нужно определить соосность.
Для этого задняя бабка токарного станка 1К62 подводится к вершине противоположного узла, чтобы расстояние между ними было не более 0,5 мм.
После этого нужно закрепить пиноль и проверить, можно и на глаз, насколько совпадают вершины по горизонтальной плоскости. Если они не совпадают, то регулировка соосности осуществляется путем перемещения задней баки.
Еще один способ регулировки предполагает зажатие заготовки в кулачках с последующим ее протачиванием по диаметру, которые должен совпадать с диаметром пиноли задней бабки. Измерения здесь осуществляются микрометром. На самой пиноли и на проточке индикатор выставляется в нулевом положении.
Чтобы избежать люфтов во время регулировки, все должно быть надежно зажато. Поджатие детали в центрах также должно быть с одинаковым усилием.
Такое пробное протачивание позволяет отрегулировать заднюю бабку для серийной работы с партией деталей и добиться точности до нескольких сотых миллиметров погрешности.
Ремонт задней бабки 16К20 зачастую предполагает восстановление точности сопряжения поверхности корпуса, станины и мостика, а также выставление правильных центров и восстановление точности отверстий в корпусе.
Восстановление отверстий, которые предназначаются под пиноль, является одной из самых трудоемких операций. Их ремонтируют при помощи притира, а также расточек, что требует последующей доводки акриловыми пластами.
Для мало изношенных отверстий подходят обыкновенные притиры, а восстановление центров происходит при помощи компенсационных накладок.
Когда ремонтируют пиноли задней бабки, то здесь применяются операции по шлифовке поверхности наружного диаметра. Для восстановления конусного отверстия используют компенсационную втулку.
Это изделие имеет снаружи цилиндрическую форму, а внутри конусную. Зачастую ее производят из легированной стали, а после этого закаливают.
Наружный диаметр втулки должен изготавливаться по расточному отверстию и при этом иметь небольшой зазор, примерно в 0,05 мм.
На корпусе зачастую приходится ремонтировать отверстия под подшипники. Ремонт осуществляется путем замены корпусов изношенного узла. После этого требуется подогнать внутренний диаметр по имеющимся подшипникам, а также выверить радиальное биение.