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

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

Суппорт токарного станка

Ремонт суппорта токарного станка

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

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

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

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

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

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

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

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.

1 Станина и передняя бабка токарного агрегата

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. На окончание шпинделя с резьбой надевается патрон поводкового или кулачкового типа.

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.

2 Задняя бабка токарной установки по металлу

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.

3 Описание шпинделя токарного станка

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).

На шпинделе предусмотрена резьба. На нее можно закрепить планшайбу на токарный станок по металлу либо патрон, который центрируется посредством буртика на шейке. На некоторых агрегатах на шпинделе есть еще и специальная канавка. 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 или на ) 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.

4 Суппорт токарного станка по металлу

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:

• в продольном направлении – по продольным салазкам (эти части станка также называют кареткой);
• в поперечном направлении – по поперечным салазкам (на них монтируется поворотная составляющая суппорта, которую несложно установить под требуемым по условиям обработки углом при помощи гаек).

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.

5 Электрическая схема и электродвигатель токарного агрегата

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.

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

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

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

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

Резцедержатели и резцовые головки. На верхней части суппорта устанавливают резцедержатель или резцовую головку для закрепления резцов.

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

На крупных токарных станках применяют одноместные резцедержатели (рис. 8, б). В этом случае резец устанавливают на поверхность 7 верхней части суппорта и закрепляют планкой 2, затягивая гайку 4. Для предохранения болта 3 от изгиба планка 2 поддерживается винтом 5, опирающимся на башмак 6. При отвертывании гайки 4 пружина 1 приподнимает планку 2.

Чаще всего на токарно-винторезных станках средних размеров применяют четырехгранные поворотные резцовые головки (см. рис. 7).

Резцовая головка 6 устанавливается на верхней части суппорта 11; в ней можно закрепить винтами 8 четыре резца одновременно. Работать можно любым из установленных резцов. Для этого нужно повернуть головку и поставить требуемый резец в рабочее положение. Перед поворотом головку необходимо открепить, повернув рукоятку 9, связанную с гайкой, сидящей на винте 7. После каждого поворота головку нужно снова зажать рукояткой 9.

Фартук

К нижней поверхности продольных салазок суппорта прикреплен фартук (рис. 9) - часть станка, в которой заключены механизмы для продольного и поперечного перемещения суппорта с резцом. Эти перемещения могут совершаться механически и вручную.

Продольная подачу резца при выполнении всех токарных работ, кроме нарезания резьбы резцом, осуществляется при помощи скрепленной со станиной зубчатой рейки 14 и катящегося по ней зубчатого колеса 17. Это колесо может получать вращение либо механически - от ходового вала 1, либо вручную. Механическая продольная подача осуществляется следующим образом. В длинную шпоночную канавку 2 ходового вала 1 входит шпонка сидящего на нем червяка 9. Вращаясь, червяк приводит в движение червячное колесо 8. Для включения механической продольной подачи нужно рукояткой 11 соединить (с помощью муфты) червячное колесо с колесом 10. Последнее сообщит вращение колесу 15, а вместе с ним будет вращаться сидящее на том же валике реечное колесо 17. Это колесо катится по неподвижной рейке 14, приводя в движение фартук и суппорт с резцом вдоль станины.

Ручная продольная подача производится рукояткой 13 через колеса 12, 15, 17 и рейку 14. Для осуществления механической поперечной подачи рядом с червяком 9 на ходовом валу сидит коническое зубчатое колесо 7, шпонка которого также скользит в длинной шпоночной канавке 2 ходового вала 1. Вращаясь вместе с валом, колесо 7 приводит во вращение другое коническое колесо 4 и цилиндрические колеса 5, 3, 6 и 21. Посредством кнопки 18 можно колесо 21 сцепить с колесом 19. Вместе с колесом 19 приходит во вращение винт 20, осуществляя поперечную подачу резца. Для выключения поперечной подачи колесо 21 выводят из зацепления с колесом 19, пользуясь той же кнопкой 18. Ручная поперечная подача производится рукояткой 16. Для продольного перемещения суппорта с резцом при нарезании резьбы пользуются ходовым винтом 22, с которым связана разъемная гайка 23, установленная в фартуке.

В работах по металлу, для изготовления деталей цилиндрической (конической) формы, используется токарный станок. Существует множество моделей этого производственного устройства, и всем им присуща практически одинаковая компоновка из схожих узлов и деталей. Одним из таковых является суппорт станка.

Для лучшего понимания функций, который выполняет суппорт токарного станка, можно рассмотреть его работу на примере распространенной модели 16к20. Ознакомившись с этой информацией, возможно у некоторых домашних мастеров появится идея создать своими руками самодельный токарный станок для проведения работ по металлу.

1 Что такое суппорт станка?

Это достаточно сложный узел , невзирая на кажущуюся простоту. От того, насколько правильно он изготовлен, установлен, отрегулирован — зависит качество будущей детали, и количество времени, которое было затрачено на ее изготовление.

1.1 Принцип работы

Размещенный на станке 16к20 суппорт может передвигаться в следующих направлениях:

• поперечном — перпендикулярно оси вращающейся заготовки для углубления в нее;
• продольном — режущий инструмент передвигается вдоль поверхности заготовки для снятия лишнего слоя материала или протачивания резьбы;
• наклонном — для расширения доступа к поверхности обрабатываемой детали под нужным углом.

1.2 Устройство суппорта

Суппорт для станка 16к20 расположен на нижних салазках, которые передвигаются по направляющим, закрепленным на станине, и таким образом происходит продольное перемещение. Движение задается вращением винта, который преобразовывает вращательное усилие в поступательное движение.

На нижних салазках, суппорт передвигается и поперечно, но по отдельным направляющим (поперечным салазкам), расположенным перпендикулярно оси вращения детали.

К поперечным салазкам, специальной гайкой, крепится поворотная плита, на которой имеются направляющие для передвижения верхних салазок. Задавать движение верхним салазкам можно с помощью поворотного винта.

Поворот верхних салазок в горизонтальной плоскости происходит одновременно с плитой. Таким образом, происходит установка режущего инструмента, под заданным углом к вращающейся детали.

Станок оснащен резцовой головкой (резцедержателем), который закреплен на верхних салазках специальными болтами и отдельной рукояткой. Движение суппорта происходит по ходовому винту, который расположен под ходовым валом. Такая подача осуществляется вручную.

1.3 Регулировки суппорта

В процессе работы на станке 16к20 происходит естественный износ, расшатывание, ослабление креплений суппорта. Это естественный процесс и его последствия необходимо постоянно контролировать путем регулярных подстроек и регулировок.

На суппорте станка 16к20 проводятся следующие регулировки:

• зазоров;
• люфта;
• сальников.

1.4 Регулировка зазоров

Во время поперечного и продольного движения суппорта станка 16к20 по салазкам, происходит износ винта и рабочей их поверхности вследствие постоянного трения.

Наличие такого свободного пространства приводит к неравномерному перемещению суппорта, заеданию, колебанию при возникающих боковых нагрузках. Удаляется излишний зазор при помощи клиньев, при помощи которых каретка прижимается к направляющим.

1.5 Регулировка люфта

Люфт появляется в винтовой передаче. Избавиться от него можно без разборки с помощью закрепляющего винта, который находится на этом устройстве перемещения суппорта.

1.6 Регулировка сальников

При длительной работе по металлу на станке 16к20 происходит износ и засорение сальников, которые находятся на торцах выступа каретки. Визуально это определяется при появлении грязных полос во время продольного перемещения суппорта.

Для того, чтобы устранить такое явление без разборки узла, необходимо промыть войлочную набивку и пропитать ее машинным маслом. При полной непригодности изношенных сальников следует заменить их новыми.

1.7 Ремонт суппорта

Это устройство токарного станка с течением времени изнашивается при постоянных значительных нагрузках в работе по металлу.

Наличие значительного износа легко определяется по состоянию поверхности направляющих салазок. На них могут появиться небольшие впадины, что будет препятствовать свободному перемещению суппорта в заданном направлении.

При своевременном регулярном уходе такой ремонт может и не понадобиться, но в случае появления подобного рода дефекта следует заняться ремонтом, а при сильном износе — заменой.

Суппорт 16К20 достаточно часто требует ремонта каретки, который заключается в восстановлении нижних направляющих, которые взаимодействуют с направляющими станины. Особого внимания требует поддержание стабильной перпендикулярности расположения каретки.

При ремонте суппорта необходимо проводить проверку по обеим плоскостям при помощи строительного уровня.

2

Токарное устройство, при помощи которого выполняются работы по металлу, может быть очень простым. Собрать самодельный станок своими руками можно практически из подручных средств, которые берутся из пришедших в негодность механизмов.

Начать следует с металлической рамы сваренной из швеллера, которая будет станиной. С левого края на ней закрепляется передняя неподвижная бабка, а справа — устанавливается опора. Самодельный станок, сделанный своими руками, предусматривает наличие уже готового шпинделя с патроном или планшайбой.

Шпиндель получает вращательный момент от электродвигателя через клиноременную передачу.

При работе станка по металлу, резец удержать своими руками невозможно (в отличие работы с деревом), поэтому потребуется суппорт, который будет передвигаться продольно. На нем устанавливается резцедержатель с возможностью его перемежения поперечно направлению движения самого суппорта.

Задается перемещение суппорта и резцедержателя на заданную величину при помощи винта с маховиком, на котором имеется кольцо с метрическими делениями. Маховик приводится в движение вручную.

2.2 Материалы и сборка

Для того чтобы собрать токарное устройство своими руками потребуются:

• цилиндр гидравлический;
• вал от амортизатора;
• уголок, швеллер, балка из металла;
• электродвигатель;
• два шкива;
• ременная передача.

Самодельный токарный станок своими руками собирается таким образом:

1. Из двух швеллеров и двух металлических балок собирается рамная конструкция. При работе в будущем с деталями, имеющими длину более 50 мм, следует использовать материалы толщиной не менее 3мм для уголка и 30 мм для стержней.
2. Продольные валы закрепляются на двух швеллерах направляющими с лепестками, каждый из которых имеет болтовое соединение или приварен сваркой.
3. Для изготовления передней бабки используется гидравлический цилиндр, толщина стенки у которого должна быть не менее 6 мм. В нем запрессовываются два подшипника 203.
4. Через подшипники, внутренний диаметр которых равен 17 мм, прокладывается вал.
5. Гидравлический цилиндр заполняется смазывающей жидкостью.
6. Под шкивом устанавливается гайка с большим диаметром, для предотвращения выдавливания подшипников.
7. Готовый шкив берется из отслужившей стиральной машины.
8. Суппорт изготавливается из пластины с приваренными к ней цилиндрическими направляющими.
9. Патрон можно изготовить из отрезка трубы, подходящего диаметра, с наваренными на нем гайками и проделанными отверстиями для 4-х болтов.
10. Приводом может служить электродвигатель той же стиральной машины (мощность 180 Вт), соединенный с передней бабкой ременной передачей.