Устройства станка: Устройство токарного станка по металлу – схема и основные узлы

Устройство токарного станка по металлу – схема и основные узлы

1. Как устроены станина и передняя бабка станка
2. Назначение задней бабки токарного оборудования
3. Шпиндель как элемент токарного станка
4. Строение суппорта
5. Электрическая часть токарного станка

По сути, устройство токарного станка, вне зависимости от его модели и уровня функциональности, включает в себя типовые конструктивные элементы, которые и определяют технические возможности такого оборудования. Конструкция любого станка, относящегося к категории оборудования токарной группы, состоит из таких основных элементов, как передняя и задняя бабка, суппорт, фартук устройства, коробка для изменения скоростей, коробка подач, шпиндель оборудования и приводной электродвигатель.

Основные части токарного станка по металлу

Передняя бабка

Задняя бабка

Суппорт

Приводные валы

Рычаг переключения скоростей

Лимб

Как устроены станина и передняя бабка станка

Станина является несущим элементом, на котором устанавливаются и фиксируются все остальные конструктивные элементы агрегата. Конструктивно станина представляет собой две стенки, соединенные между собой поперечными элементами, придающими ей требуемый уровень жесткости. Отдельные части станка должны перемещаться по станине, для этого на ней предусмотрены специальные направляющие, три из которых имеют призматическое сечение, а одна – плоское. Задняя бабка станка располагается с правой части станины, по которой перемещается благодаря внутренним направляющим.

Литая станина токарного станка усилена ребрами жесткости и имеет отшлифованные и закаленные направляющие

Передняя бабка одновременно выполняет две функции: придает заготовке вращение и поддерживает ее в процессе обработки. На лицевой части данной детали токарного станка (она также носит название «шпиндельная бабка») располагаются рукоятки управления коробкой скоростей. При помощи таких рукояток шпинделю станка придается требуемая частота вращения.

Для того чтобы упростить управление коробкой скоростей, рядом с рукояткой переключения располагается табличка со схемой, на которой указано, как необходимо расположить рукоятку, чтобы шпиндель вращался с требуемой частотой.

Рычаг выбора скоростей станка BF20 Yario

Кроме коробки скоростей, в передней бабке станка размещен и узел вращения шпинделя, в котором могут быть использованы подшипники качения или скольжения. Патрон устройства (кулачкового или поводкового типа) фиксируется на конце шпинделя при помощи резьбового соединения. Именно данный узел токарного станка отвечает за передачу вращения заготовке в процессе ее обработки.

Направляющие станины, по которым перемещается каретка станка (нижняя часть суппорта), имеют призматическое сечение. К ним предъявляются высокие требования по параллельности и прямолинейности. Если пренебречь этими требованиями, то обеспечить высокое качество обработки будет невозможно.

Назначение задней бабки токарного оборудования

Задняя бабка токарного станка, конструкция которой может предусматривать несколько вариантов исполнения, необходима не только для фиксации деталей, имеющих значительную длину, но и для крепления различных инструментов: сверл, метчиков, разверток и др. Дополнительный центр станка, который устанавливается на задней бабке, может быть вращающимся или неподвижным.

Устройство задней бабки: 1, 7 – рукоятки; 2 – маховичок; 3 – эксцентрик; 4, 6, 9 – винты; 5 – тяга; 8 – пиноль; А – цековка

Схема с вращающимся задним центром используется в том случае, если на оборудовании выполняется скоростная обработка деталей, а также при снятии стружки, имеющей значительное сечение. При реализации этой схемы задняя бабка выполняется с такой конструкцией: в отверстие пиноли устанавливаются два подшипника – передний упорный (с коническими роликами) и задний радиальный, – а также втулка, внутренняя часть которой расточена под конус.

Осевые нагрузки, возникающие при обработке детали, воспринимаются упорным шарикоподшипником. Установка и фиксация заднего центра оборудования обеспечиваются за счет конусного отверстия втулки. Если необходимо установить в такой центр сверло или другой осевой инструмент, втулка может быть жестко зафиксирована при помощи стопора, что предотвратит ее вращение вместе с инструментом.

Вращающийся центр КМ-2 настольного токарного станка Turner-250

Задняя бабка, центр которой не вращается, закрепляется на плите, перемещающейся по направляющим станка. Пиноль, устанавливаемая в такую бабку, передвигается по отверстию в ней при помощи специальной гайки. В передней части самой пиноли, в которую устанавливают центр станка или хвостовик осевого инструмента, выполняют коническое отверстие. Перемещение гайки и, соответственно, пиноли обеспечивается за счет вращения специального маховика, соединенного с винтом. Что важно, пиноль может перемещаться и в поперечном направлении, без такого перемещения невозможно выполнять обработку деталей с пологим конусом.

Шпиндель как элемент токарного станка

Наиболее важным конструктивным узлом токарного станка является его шпиндель, представляющий собой пустотелый вал из металла, внутреннее отверстие которого имеет коническую форму. Что примечательно, за корректное функционирование данного узла отвечают сразу несколько конструктивных элементов станка. Именно во внутреннем коническом отверстии шпинделя фиксируются различные инструменты, оправки и другие приспособления.

Чертеж шпинделя токарно-винторезного станка 16К20

Чтобы на шпинделе можно было установить планшайбу или токарный патрон, в его конструкции предусмотрена резьба, а для центрирования последнего еще и буртик на шейке. Кроме того, чтобы предотвратить самопроизвольное откручивание патрона при быстрой остановке шпинделя, на отдельных моделях токарных станков предусмотрена специальная канавка.

Именно от качества изготовления и сборки всех элементов шпиндельного узла в большой степени зависят результаты обработки на станке деталей из металла и других материалов. В элементах данного узла, в котором может фиксироваться как обрабатываемая деталь, так и инструмент, не должно быть даже малейшего люфта, вызывающего вибрацию в процессе вращательного движения. За этим необходимо тщательно следить как в процессе эксплуатации агрегата, так и при его приобретении.

В шпиндельных узлах, что можно сразу определить по их чертежу, могут устанавливаться подшипники скольжения или качения – с роликовыми или шариковыми элементами. Конечно, большую жесткость и точность обеспечивают подшипники качения, именно они устанавливаются на устройствах, выполняющих обработку заготовок на больших скоростях и со значительными нагрузками.

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.

• Продольное перемещение, за которое отвечает ходовой винт, совершает каретка суппорта, при этом она передвигается по продольным направляющим станины.
• Поперечное перемещение совершает верхняя – поворотная – часть суппорта, на которой устанавливается резцедержатель (такое перемещение, за счет которого можно регулировать глубину обработки, совершается по поперечным направляющим самого суппорта, имеющим форму ласточкиного хвоста).

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.

Устройство токарного станка — РИНКОМ

Устройство токарного станка — РИНКОМ

Главная

Статьи

Устройство токарного станка

Устройство токарного станка

25 апреля 2022

Гирин Кирилл

Токарный станок – это стационарное оборудование для обработки деталей резанием и точением. Техника востребована при производстве валов, втулок, переходников и прочей продукции. С ее помощью изготавливаются изделия бытового, хозяйственного и производственного назначения.

В материале:

• Станина
• Передняя бабка
• Суппорт
• Верхняя часть
• Нижняя часть

• Подающий механизм
• Фартук
• Задняя бабка
• Разновидности токарных станков
• Многорезцовые станки
• Карусельные станки
• Затыловочные
• Винторезные
• Револьверные
• Универсальные
• Станки с ЧПУ

• Обслуживание станков

Рис. 1 Типовой токарный станок

Устройство токарных станков имеет схожие черты. Типовое оборудование включает следующие компоненты:

• станина;
• передняя бабка;
• суппорт;
• подающий механизм;
• фартук;
• задняя бабка.

Возможно наличие прочих элементов, обусловленных схемой токарного станка.

Станина

Устройство и работа токарного станка во многом определяются станиной. Элемент состоит из опорной части и направляющих. Последние обеспечивают равномерное перемещение подвижных модулей.

Устройство и работа токарного станка во многом определяются станиной. Элемент состоит из опорной части и направляющих. Последние обеспечивают равномерное перемещение подвижных модулей.

• призматические – для перемещения суппортов;
• плоские – для работы с задней бабкой.

Станина располагается на опорных ножках. Их количество зависит от габаритов и конфигурации элемента. Внутри предусмотрены технологические полости для размещения инструментов и рабочих узлов.

Рис. 2 Станина

Передняя бабка

Передняя бабка отвечает за фиксацию и вращение заготовки. Она является стационарным элементом, содержит шпиндель, 2 подшипника, шкив, блок управления и редуктор.

Шпиндель и 2 подшипника передают крутящий момент на патрон. Они имеют установленную размерность, рассчитаны на работу при определенной скорости.

Рис. 3 Шпиндель передней бабки

Блок управления предназначен для настройки станка. Он содержит переключатели, рычаги и прочие управляющие компоненты. С их помощью токарь выбирает режим работы оборудования.

Рис. 4 Блок управления передней бабки

Редуктор представлен набором шестерней. Узел обеспечивает вращение шпинделя в соответствии с заданными параметрами.

Рис. 5 Редуктор токарного станка внутри передней бабки

Некоторые производители выпускают комплекты сменных шестерней. Они позволяют изменить крутящий момент в соответствии с потребностями токаря.

Рис. 6 Шестерни для редуктора

Точность выполнения работ во многом зависит от состояния перечисленных узлов. Биение шпинделя и сбои в передаточном механизме снизят качество обработки материала, приведут к появлению дефектов.

Суппорт

Конструкция токарного станка предполагает наличие суппорта. Элемент состоит из двух частей: верхней и нижней.

Верхняя часть

Верхняя часть суппорта фиксирует резцы и прочий инструмент для обработки заготовок. Наличие механизмов подачи позволяет плавно перемещать резец, контролируя объем удаляемого материала.

Рис. 7 Верхняя часть суппорта токарного станка

Резцы подбираются индивидуально. Мастер учитывает:

• конфигурацию станка;
• параметры обрабатываемого материала;
• геометрию резца.

Чтобы купить резцы для токарных станков, посетите соответствующий раздел каталога «РИНКОМ». Здесь представлен широкий спектр металлорежущего инструмента. В наличии продукция отечественного и зарубежного производства, решения для бытовых, полупрофессиональных и профессиональных установок.

Рис. 8 Набор резцов с твердосплавными напайками для токарного станка

Нижняя часть

Нижняя часть суппорта представлена опорными салазками. Они служат для перемещения элемента в рамках призматической направляющей на станине.

Рис. 9 Нижняя часть суппорта, установленная на направляющие

Подающий механизм

Подающий механизм управляет движением суппорта. Он взаимодействует с трензелем, расположенным на корпусе передней бабки, контролируется при помощи рукоятей. Наряду с направлением допускается изменение амплитуды движения за счет зубьев и шестерней.

Подающие механизмы автоматизированных станков оснащены валиком и винтом. Первый используется для базовых действий, второй – для высокоточных работ. Такой подход продлевает срок службы винта, сохраняет точность выполнения операций максимально возможный срок.

Рис. 10 Токарный станок с автоматизированным подающим механизмом

Фартук

Узел, связывающий суппорт с зубчатой рейкой и ходовым винтом. Управляющие элементы фартука токарного станка вынесены в лицевую часть. Это повышает удобство управления оборудованием, снижает риск травм.

Рис. 11 Фартук токарного станка

Задняя бабка

Задняя бабка используется для закрепления длинномерных деталей, высверливания отверстий, снятия фасок и прочих операций. Элемент расположен на одной оси с передней бабкой, может включать дополнительные компоненты для настройки.

Рис. 12 Задняя бабка токарного станка

Разновидности токарных станков

Принцип устройства и работы токарного станка во многом зависит от исполнения. Производители предлагают множество моделей, каждая из которых обладает собственными особенностями.

Многорезцовые станки

Многорезцовые станки выполняют сложные операции. Они обеспечивают комплексное воздействие на деталь, изготавливают изделия с переменной геометрией для особых нужд.

Оборудование используется для решения следующих задач:

• высверливание отверстий;
• нарезание резьбы;
• точение;
• подрезка отдельных элементов;
• затачивание;
• развертывание;
• зенкерование.

Устройства имеют внушительные габариты, обладают высокой производительностью.

Рис. 13 Многорезцовый станок

Карусельные станки

Группа станков для работы с деталями большой массы и диаметра. Действия выполняются в вертикальной плоскости, что требует определенной подготовки от персонала.

Перечень проводимых операций:

• обработка конических и цилиндрических поверхностей;
• подготовка пазов;
• шлифование;
• фрезерование.

Возможна подготовка особо крупной резьбы для деталей промышленного назначения.

Рис. 14 Карусельный станок

Затыловочные

Разновидность токарных станков, работающих с зубьями инструментов и шестерней. Техника характеризуется особой конструкцией суппорта, упрощающей выполнение целевых операций. При обработке допускаются вращательные и возвратно-поступательные движения.

Рис. 15 Затыловочный станок

Винторезные

Наиболее простые и доступные станки. Оборудование снимает фаски, протачивает канавки, высверливает отверстия и выполняет прочие операции. Рациональное устройство, надежность и долговечность сделали технику завсегдатаем школ, колледжей и частных мастерских.

Рис. 16 Токарно-винторезный станок

Револьверные

Станки для работы с заготовками из калиброванного прутка, названные благодаря особому держателю. Оборудование использует множественные режущие элементы в рамках единовременной и последовательной обработки.

Посредством револьверного станка выполняется ряд операций:

• точение;
• зенкерование;
• сверление;
• нарезание резьбы;
• развертывание.

Возможно проведение работ, связанных с расточкой отверстий.

Рис. 17 Револьверный станок

Револьверные

Станки для выполнения различных операций. Как правило, они изготавливаются на базе винторезных устройств. Это упрощает работы по модернизации и обслуживанию, снижает общую стоимость оборудования.

Продукция различается по следующим параметрам:

• мощность привода;
• предельная скорость вращения заготовки;
• максимальные размеры обрабатываемых деталей;
• масса и габариты станка;
• класс точности.

Для определения последнего параметра используются буквенные обозначения: С – особая точность, В – высокая точность, Н – нормальная точность, А – особо высокая точность. Техника повышенной точности обозначается буквой П.

Рис. 18 Универсальный токарный станок

Станки с ЧПУ

Станки с числовым программным управлением используются для комплексной обработки заготовок. Оборудование обладает высокой степенью автоматизации, эффективно решает задачи любой сложности.

Рис. 19 Станок с числовым программным управлением

Обслуживание станков

Токарные станки, вне зависимости от исполнения, требуют своевременного обслуживания. Мероприятия включают чистку компонентов, контроль уровня смазки, проверку соосности узлов и многое другое. Одна из ключевых операций – замена режущих элементов. Использование сертифицированных резцов для токарного станка гарантирует высокую точность операций, сокращает эксплуатационные и временные потери.

Рис. 20 Обслуживание токарного станка

Качественно обслуженное оборудование обеспечивает бесперебойную работу предприятия, снижает риск производственного травматизма, повышает эффективность труда.

Больше полезной информации

Полезные обзоры и статьи

Все статьи

11 октября 2022

Токарные патроны

4 октября 2022

Фрезерование уступов и пазов

1 августа 2022

Токарная резьба

27 июня 2022

Легированные стали

Все статьи

Подписывайтесь на нас

Присылаем скидки на инструмент и только полезную информацию!

Не нашли нужной позиции в каталоге?

Мы готовы изготовить и поставить уникальные виды инструмента специально под ваш заказ!

Заказать

Мы используем файлы cookie. Они помогают улучшить ваше взаимодействие с сайтом.

Принимаю

?>

Станок | Описание, история, типы и факты

сверлильный станок

Посмотреть все СМИ

Ключевые сотрудники:

Иоганн Георг Бодмер
Сэр Джозеф Уитворт, баронет
Джеймс Нэсмит
Генри Модслей
Джозеф Брама

Похожие темы:

шлифовальный станок
расширитель
токарный станок
сверлильный станок
буровая машина

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

станок , любая стационарная машина с механическим приводом, которая используется для формовки деталей из металла или других материалов. Формование осуществляется четырьмя основными способами: (1) путем срезания лишнего материала в виде стружки с детали; (2) путем разрезания материала; (3) сжимая металлические детали до желаемой формы; и (4) путем воздействия на материал электричеством, ультразвуком или коррозионно-активными химическими веществами. Четвертая категория охватывает современные станки и процессы для обработки сверхтвердых металлов, не поддающихся обработке старыми методами.

Станки, формирующие детали путем удаления металлической стружки с заготовки, включают токарные, строгальные и строгальные станки, сверлильные станки, фрезерные станки, шлифовальные станки и электропилы. Холодная штамповка металлических деталей (кухонная утварь, кузова автомобилей и т. п.) производится на штамповочных прессах, горячая штамповка раскалённых заготовок в штампы соответствующей формы — на ковочных прессах.

Современные станки для резки или формовки деталей с допусками плюс или минус одна десятитысячная дюйма (0,0025 миллиметра). В особых случаях прецизионные притирочные станки могут производить детали с точностью плюс-минус две миллионные доли дюйма (0,00005 миллиметра). Из-за требований к точным размерам деталей и больших сил резания, воздействующих на режущий инструмент, станки сочетают в себе вес и жесткость с деликатной точностью.

История

До промышленной революции 18 века ручные инструменты использовались для резки и формовки материалов для производства таких товаров, как кухонная утварь, фургоны, корабли, мебель и другие продукты. После появления паровой машины материальные блага производились машинами с механическим приводом, которые можно было изготовить только с помощью станков. Станки (способные производить детали с точными размерами в больших количествах), а также приспособления и приспособления (для фиксации работы и направления инструмента) были незаменимыми новшествами, которые сделали массовое производство и взаимозаменяемые детали реальными в 19 веке.век.

Самые ранние паровые двигатели страдали от неточности ранних станков, а большие литые цилиндры двигателей часто неточно растачивались машинами, приводимыми в действие водяными колесами и изначально предназначенными для расточки пушек. В течение 50 лет после появления первых паровых двигателей были спроектированы и разработаны основные станки со всеми основными характеристиками, необходимыми для обработки деталей из тяжелых металлов. Некоторые из них были адаптацией более ранних деревообрабатывающих станков; токарный станок по металлу, созданный на основе токарных станков по дереву, использовавшихся во Франции еще в 16 веке. В 1775 году Джон Уилкинсон из Англии построил прецизионный станок для расточки цилиндров двигателя. В 1797 Генри Модслей, тоже англичанин и один из величайших гениев-изобретателей своего времени, спроектировал и построил токарно-винторезный станок. Отличительной особенностью токарного станка Модслея был ходовой винт для привода каретки. Приведенный к шпинделю токарного станка ходовой винт продвигал инструмент с постоянной скоростью и гарантировал точную резьбу. К 1800 году Модслей оснастил свой токарный станок 28 сменными шестернями, которые нарезали резьбу с различным шагом, регулируя отношение скорости ходового винта к скорости вращения шпинделя.

Формирователь был изобретен Джеймсом Нэсмитом, который работал в магазине Генри Модслея в Лондоне. В станке Нэсмита заготовка могла быть закреплена горизонтально на столе и обработана фрезой с возвратно-поступательным движением для строгания небольших поверхностей, вырезания шпоночных пазов или обработки других прямолинейных поверхностей. Несколько лет спустя, в 1839 году, Несмит изобрел паровой молот для ковки тяжелых изделий. Другой ученик Модслея, Джозеф Уитворт, изобрел или усовершенствовал множество станков и стал доминировать в этой области; на Международной выставке 1862 г. экспонаты его фирмы заняли четверть всего места, посвященного станкам.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Великобритания пыталась сохранить лидерство в развитии станкостроения, запретив экспорт, но эта попытка была заранее обречена из-за промышленного развития в других странах. Британские инструменты экспортировались в континентальную Европу и США, несмотря на запрет, а новые инструменты разрабатывались за пределами Великобритании. Примечательным среди них был фрезерный станок, изобретенный Эли Уитни, произведенный в Соединенных Штатах в 1818 году и использовавшийся Симеоном Нортом для производства огнестрельного оружия. Первый полностью универсальный фрезерный станок был построен в 1862 году Дж. Р. Брауном из США и использовался для нарезания спиральных канавок в спиральных сверлах. Револьверный токарный станок, также разработанный в США в середине 19 века.20-го века, некоторые операции, такие как изготовление винтов, были полностью автоматизированы, и это предвещало важные события 20-го века. Различные зуборезные станки достигли своего полного развития в 1896 году, когда американец Ф. У. Феллоуз сконструировал зубодолбежный станок, который мог быстро обработать почти любой тип зубчатого колеса.

Производство искусственных абразивов в конце 19 века открыло новую область станков — шлифовальные станки. К.Х. Нортон из Массачусетса блестяще продемонстрировал потенциал шлифовального станка, создав такой, который мог шлифовать коленчатый вал автомобиля за 15 минут, на что ранее требовалось пять часов.

К концу 19 века в обработке и обработке металлов произошла полная революция, которая создала основу для массового производства и индустриального общества. 20-й век стал свидетелем внедрения многочисленных усовершенствований станков, таких как многоточечные фрезы для фрезерных станков, развитие автоматизированных операций, управляемых электронными и жидкостными системами управления, и нетрадиционных методов, таких как электрохимическая и ультразвуковая обработка. Тем не менее, даже сегодня основные станки остаются в значительной степени наследием 19-го века.век.

Характеристики станка

Все станки должны быть оснащены приспособлениями для закрепления заготовки и инструмента и средствами для точного контроля глубины резания. Относительное движение между режущей кромкой инструмента и заготовкой называется скоростью резания; скорость, с которой несрезанный материал входит в контакт с инструментом, называется движением подачи. Должны быть предусмотрены средства для изменения обоих.

Поскольку перегретый инструмент может потерять режущую способность, необходимо контролировать температуру. Количество выделяемого тепла зависит от силы сдвига и скорости резания. Поскольку усилие сдвига зависит от разрезаемого материала, а материал инструмента отличается устойчивостью к высоким температурам, оптимальная скорость резания зависит как от разрезаемого материала, так и от материала режущего инструмента. На него также влияет жесткость станка, форма заготовки и глубина реза.

Металлорежущие инструменты классифицируются как однолезвийные и многолезвийные. Одноточечный режущий инструмент можно использовать для увеличения размера отверстий или растачивания. Токарно-расточные работы выполняются на токарных и расточных станках. Многолезвийные режущие инструменты имеют две или более режущие кромки и включают фрезы, сверла и протяжки.

Существует два типа операции; либо инструмент движется по прямой к неподвижной заготовке, как на фрезерном станке, либо заготовка движется к неподвижному инструменту, как на рубанке. Для предотвращения трения поверхности инструмента под режущей кромкой о заготовку должны быть предусмотрены задние или задние углы. На режущих инструментах часто предусмотрены передние углы, чтобы вызвать расклинивание при образовании стружки и уменьшить трение и нагрев.

Станок | Описание, история, типы и факты

сверлильный станок

Посмотреть все СМИ

Ключевые сотрудники:

Иоганн Георг Бодмер
Сэр Джозеф Уитворт, баронет
Джеймс Нэсмит
Генри Модслей
Джозеф Брама

Похожие темы:

шлифовальный станок
расширитель
токарный станок
сверлильный станок
буровая машина

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

станок , любая стационарная машина с механическим приводом, которая используется для формовки деталей из металла или других материалов. Формование осуществляется четырьмя основными способами: (1) путем срезания лишнего материала в виде стружки с детали; (2) путем разрезания материала; (3) сжимая металлические детали до желаемой формы; и (4) путем воздействия на материал электричеством, ультразвуком или коррозионно-активными химическими веществами. Четвертая категория охватывает современные станки и процессы для обработки сверхтвердых металлов, не поддающихся обработке старыми методами.

Станки, формирующие детали путем удаления металлической стружки с заготовки, включают токарные, строгальные и строгальные станки, сверлильные станки, фрезерные станки, шлифовальные станки и электропилы. Холодная штамповка металлических деталей (кухонная утварь, кузова автомобилей и т. п.) производится на штамповочных прессах, горячая штамповка раскалённых заготовок в штампы соответствующей формы — на ковочных прессах.

Современные станки для резки или формовки деталей с допусками плюс или минус одна десятитысячная дюйма (0,0025 миллиметра). В особых случаях прецизионные притирочные станки могут производить детали с точностью плюс-минус две миллионные доли дюйма (0,00005 миллиметра). Из-за требований к точным размерам деталей и больших сил резания, воздействующих на режущий инструмент, станки сочетают в себе вес и жесткость с деликатной точностью.

История

До промышленной революции 18 века ручные инструменты использовались для резки и формовки материалов для производства таких товаров, как кухонная утварь, фургоны, корабли, мебель и другие продукты. После появления паровой машины материальные блага производились машинами с механическим приводом, которые можно было изготовить только с помощью станков. Станки (способные производить детали с точными размерами в больших количествах), а также приспособления и приспособления (для фиксации работы и направления инструмента) были незаменимыми новшествами, которые сделали массовое производство и взаимозаменяемые детали реальными в 19 веке.век.

Самые ранние паровые двигатели страдали от неточности ранних станков, а большие литые цилиндры двигателей часто неточно растачивались машинами, приводимыми в действие водяными колесами и изначально предназначенными для расточки пушек. В течение 50 лет после появления первых паровых двигателей были спроектированы и разработаны основные станки со всеми основными характеристиками, необходимыми для обработки деталей из тяжелых металлов. Некоторые из них были адаптацией более ранних деревообрабатывающих станков; токарный станок по металлу, созданный на основе токарных станков по дереву, использовавшихся во Франции еще в 16 веке. В 1775 году Джон Уилкинсон из Англии построил прецизионный станок для расточки цилиндров двигателя. В 1797 Генри Модслей, тоже англичанин и один из величайших гениев-изобретателей своего времени, спроектировал и построил токарно-винторезный станок. Отличительной особенностью токарного станка Модслея был ходовой винт для привода каретки. Приведенный к шпинделю токарного станка ходовой винт продвигал инструмент с постоянной скоростью и гарантировал точную резьбу. К 1800 году Модслей оснастил свой токарный станок 28 сменными шестернями, которые нарезали резьбу с различным шагом, регулируя отношение скорости ходового винта к скорости вращения шпинделя.

Формирователь был изобретен Джеймсом Нэсмитом, который работал в магазине Генри Модслея в Лондоне. В станке Нэсмита заготовка могла быть закреплена горизонтально на столе и обработана фрезой с возвратно-поступательным движением для строгания небольших поверхностей, вырезания шпоночных пазов или обработки других прямолинейных поверхностей. Несколько лет спустя, в 1839 году, Несмит изобрел паровой молот для ковки тяжелых изделий. Другой ученик Модслея, Джозеф Уитворт, изобрел или усовершенствовал множество станков и стал доминировать в этой области; на Международной выставке 1862 г. экспонаты его фирмы заняли четверть всего места, посвященного станкам.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Великобритания пыталась сохранить лидерство в развитии станкостроения, запретив экспорт, но эта попытка была заранее обречена из-за промышленного развития в других странах. Британские инструменты экспортировались в континентальную Европу и США, несмотря на запрет, а новые инструменты разрабатывались за пределами Великобритании. Примечательным среди них был фрезерный станок, изобретенный Эли Уитни, произведенный в Соединенных Штатах в 1818 году и использовавшийся Симеоном Нортом для производства огнестрельного оружия. Первый полностью универсальный фрезерный станок был построен в 1862 году Дж. Р. Брауном из США и использовался для нарезания спиральных канавок в спиральных сверлах. Револьверный токарный станок, также разработанный в США в середине 19 века.20-го века, некоторые операции, такие как изготовление винтов, были полностью автоматизированы, и это предвещало важные события 20-го века. Различные зуборезные станки достигли своего полного развития в 1896 году, когда американец Ф. У. Феллоуз сконструировал зубодолбежный станок, который мог быстро обработать почти любой тип зубчатого колеса.

Производство искусственных абразивов в конце 19 века открыло новую область станков — шлифовальные станки. К.Х. Нортон из Массачусетса блестяще продемонстрировал потенциал шлифовального станка, создав такой, который мог шлифовать коленчатый вал автомобиля за 15 минут, на что ранее требовалось пять часов.

К концу 19 века в обработке и обработке металлов произошла полная революция, которая создала основу для массового производства и индустриального общества. 20-й век стал свидетелем внедрения многочисленных усовершенствований станков, таких как многоточечные фрезы для фрезерных станков, развитие автоматизированных операций, управляемых электронными и жидкостными системами управления, и нетрадиционных методов, таких как электрохимическая и ультразвуковая обработка. Тем не менее, даже сегодня основные станки остаются в значительной степени наследием 19-го века.век.

Характеристики станка

Все станки должны быть оснащены приспособлениями для закрепления заготовки и инструмента и средствами для точного контроля глубины резания. Относительное движение между режущей кромкой инструмента и заготовкой называется скоростью резания; скорость, с которой несрезанный материал входит в контакт с инструментом, называется движением подачи. Должны быть предусмотрены средства для изменения обоих.

Поскольку перегретый инструмент может потерять режущую способность, необходимо контролировать температуру. Количество выделяемого тепла зависит от силы сдвига и скорости резания. Поскольку усилие сдвига зависит от разрезаемого материала, а материал инструмента отличается устойчивостью к высоким температурам, оптимальная скорость резания зависит как от разрезаемого материала, так и от материала режущего инструмента. На него также влияет жесткость станка, форма заготовки и глубина реза.

Металлорежущие инструменты классифицируются как однолезвийные и многолезвийные. Одноточечный режущий инструмент можно использовать для увеличения размера отверстий или растачивания. Токарно-расточные работы выполняются на токарных и расточных станках. Многолезвийные режущие инструменты имеют две или более режущие кромки и включают фрезы, сверла и протяжки.

Существует два типа операции; либо инструмент движется по прямой к неподвижной заготовке, как на фрезерном станке, либо заготовка движется к неподвижному инструменту, как на рубанке.