Устройство токарного станка по металлу. Основные узлы и принцип работы
Для понимания принципов работы оборудования и получения наилучших результатов важно знать устройство токарного станка, его главные узлы и их расположение. Это же поможет решать проблемы при поломке техники и возникновении нештатных ситуаций в процессе обработки детали.
- Станина
- Передняя, или шпиндельная бабка
- Суппорт
- Задняя бабка
- Конструкция отдельных видов токарных агрегатов
- Как работает токарный станок
Станина
Это основание, поддерживающая база оборудования. На ней размещаются все остальные части станка. Станина может быть монолитной или на массивных ножках:
- четырех отдельных – прямоугольных или круглых;
- двух или трех вертикальных ножках-плитах;
- ножках-тумбах, в которых можно хранить инструменты или заготовки.
На станине находятся горизонтальные элементы, придающие всей конструкции нужный уровень жесткости, а на них – система реек, плоских и призматических, вдоль которых перемещаются задняя бабка и суппорт.
Передняя, или шпиндельная бабка
В этом неподвижном узле (чаще всего он расположен в левой части станка) удерживается заготовка, он же обеспечивает ее вращение. Основной элемент передней бабки – приводимый в движение электродвигателем шпиндель. Это полый конусообразный вал, оснащенный патроном, в котором зажимается деталь. Патроны изготавливаются из закаленной стали, есть чугунные модели. Самые распространенные их типы – кулачковые и цанговые. В первых зажим происходит двумя или более (до шести) подвижными кулачками:
- Двухкулачковые патроны нужны для зажима фасонных деталей сложного рельефа, несимметричных. Они отлично подходят для необработанных поверхностей.
- Трехкулачковые варианты – самые распространенные, они встречаются и в бытовых, и в промышленных станках.
- Четырехкулачковые патроны выбирают для несимметричных изделий, например, при заточке круглой заготовки не по центру.
- Зажимы с пятью кулачками используются в станках промышленного класса.
- Шестикулачковые незаменимы при обработке тонкостенных и других ответственных заготовок.
У цанговых патронов заготовка зажимается цангой – особой втулкой, поделенной на три, четыре или шесть секторов (лепестков). Лепестки могут быть выполнены подпружинивающимися, иногда применяются сменные вкладыши в цангу – если деталь слишком тонкая или нестандартная. Цанговые патроны – самые популярные при обработке круглых заготовок небольшого диаметра, они гарантируют минимальные радиальные биения.
Зажимающие механизмы в патронах также могут быть:
- поводковые – самые простые, их выбирают для обработки центральной части заготовки;
- самоцентрирующиеся спиральные – обеспечивают одновременно фиксацию и центрирование, что сокращает необходимое для подготовки к работе время;
- рычажные – оснащены тягой с муфтой, управляются гидравлическим приводом.
К шпинделю патрон крепится винтами, а чтобы предотвратить раскручивание соединения при аварийной остановке вращения или резком изменении его скорости в нем предусмотрена специальная канавка.
Привод шпинделя представляет собой целую систему валов, ремней и шестерен. Он передает крутящий момент от электродвигателя к шпинделю и регулирует скорость его вращения. Нередко такая передача происходит напрямую – через вал. Электродвигатель станка работает в одном или нескольких режимах скорости. Чаще всего это двигатель асинхронный или постоянного тока. Популярны силовые агрегаты с функцией независимого возбуждения.
В качестве опции передняя бабка может быть оснащена системами подачи СОЖ и автоматической смены инструмента. Также на передней бабке находится система управления коробкой скоростей станка – несколько рукояток, которыми оператор придает шпинделю нужную частоту вращения.
Суппорт
Эта часть токарного станка отвечает за крепление инструмента. Суппорт способен автоматически, приходя в движение от привода-трензеля, или под ручным управлением перемещаться на оборудовании по нижним или верхним салазкам в трех направлениях:
- Поперечном – перпендикулярном оси вращения детали. Такое перемещение применяется, когда требуется сформировать в изделии выточку.
- Продольном – вдоль заготовки. Так протачивают резьбу, снимают верхний слой материала.
- Наклонном. Позволяет обрабатывать поверхность под углом.
В верхней части суппорта находится резцедержатель для одного или нескольких режущих инструментов.
Задняя бабка
Этот узел устанавливается непосредственно на станину (чаще всего – справа) и способен перемещаться вдоль нее, а также фиксироваться в нужной точке специальным рычагом или винтом. Основная функция задней бабки – обеспечить дополнительную опору для детали и в целом повысить жесткость оборудования при работе.
Задняя бабка часто служит для закрепления дополнительных инструментов. Это могут быть упоры, сверла, метчики, неподвижные или вращающиеся токарные центры и прочее.
Конструкция отдельных видов токарных агрегатов
Устройство отдельных подвидов токарных станков может несколько отличаться от описанной «общей» схемы. К примеру, токарно-карусельный, предназначенный для обработки круглых и сферических крупных, сложнорельефных заготовок, основан на вращении изделия вокруг вертикальной оси. На нем обрабатывают корпуса редукторов, поршней, фланцев, колес. Агрегат состоит из основного рабочего стола и вертикальной станины, на которой установлена ось вращения.
На токарно-затыловочном станке обрабатывают задние поверхности зубьев:
- фрез – червячных, дисковых, пазовых;
- других зубчатых инструментов и приспособлений;
- некоторых видов метчиков;
- шестерен.
У такого станка особое строение суппорта – с пружинящим элементом. Деталь вращается, зажатый в суппорте резец снимает на ней верхний слой металла, а когда достигает окончания зуба, резко возвращается в исходное положение.
В конструкцию токарно-винторезных станков входит особый ходовой винт – он позволяет повысить уровень точности обработки. А револьверные токарные станки не имеют задней бабки, но оснащены продольным суппортом с крутящейся (как в револьвере) головкой – в ее гнездах можно размещать разнообразные инструменты. Головка поворачивается вокруг своей оси, это позволяет разным инструментам последовательно подводиться к обрабатываемому изделию.
Как работает токарный станок
Работа на токарном оборудовании выполняется по следующему алгоритму:
- подлежащая обработке деталь зажимается в шпинделе и начинает вращаться;
- зафиксированный в резцедержателе рабочий инструмент приближается к изделию и срезает с него верхний слой металла, придавая нужный рельеф;
- суппорт с резцом при этом контролируемо (вручную или по заданной автоматической программе) движется в продольном и поперечном направлении около заготовки, постепенно обрабатывая всю поверхность ее.




При работе важно строго соблюдать правила и нормы техники безопасности. Все движущиеся узлы агрегата должны быть достаточно обработаны смазочным материалом, деталь должна быть зафиксирована в зажимном механизме патрона максимально прочно. Если фиксирование заготовки в зажимном механизме выполняется с помощью ключа, его следует обязательно вынуть из патрона перед включением станка. При работе обязательно использовать средства индивидуальной защиты.