Шпиндель станка: определение, назначение, устройство

Инструкция по эксплуатации

Перед тем, как вообще использовать шпиндель с токарным патроном для работы с заготовками, необходимо провести обкатку, о которой чуть позже.

После того, как обкатка была завершена, можно приступать к самой работе. Если в шпиндельном узле используются подшипники, то их смазывают специальной смазкой, которая помогает использовать возможности шпинделя по полной на высокой скорости.

Это позволяет шпиндельным узлам служить на протяжении всего времени, которое им отводят производители. Конструкция шпинделя сделана так, чтобы эта замазка могла смазывать все движущиеся части, при этом не позволяя ей выбраться из подшипника.

Также, благодаря конструкции, не только смазка не может выбраться наружу, но и различная грязь не сможет забраться внутрь шпиндельного узла.

Промывку необходимо производить с тщательным соблюдением мер обеспечения чистоты рабочего места и инструментов. При промывке подшипника, в случае констатации предельных или запредельных люфтов, а также износа беговых дорожек или выкрашивании текстолитового сепаратора, рекомендуется произвести полную замену подшипников шпинделя.

Кроме, выше указанного, в ряде случаев, когда шпиндель имеет высокую степень технологической загрузки, а режим его работы относится или близок к категории «круглосуточный», замену смазки в подшипниках следует производить по истечении определённого эмпирическим путем периода времени работы шпинделя.

Обзор и схемы распространенных моделей

Среди разнообразного модельного ряда и нескольких поколений станков, которые выпускаются нашим производством, есть несколько моделей, которые продолжают пользоваться популярностью по своим техническим характеристикам и универсальным свойствам.

Все они используются на производстве или в бытовых условиях по сей день. При этом продолжают быть достойными конкурентами иностранным аналогам.

Это надежные, прочные и долговечные устройства, способные выполнять огромное количество самых разнообразных функций.

1Л532

Один из наиболее популярных на территории бывшего СССР станок, на котором успешно можно выполнять обработку заготовок средних и больших размеров.

В свое время данное оборудование успешно экспортировалось во многие страны мира. Класс точности – Н. Масса станка – 43 тонны.

16У04П

Оборудование повышенной точности. Наибольший диаметр детали, обрабатываемой над станиной – 200 мм. Масса станка – 750 кг.

1П611

Станок, использующийся на производстве, в том числе и для обточки колес ЖД транспорта. По ГОСТу отличаются повышенной точностью и имеет возможность торможения шпинделя. Вес устройства 560 кг. Легко выполняет следующие функции:

  1. Сверление.
  2. Отрезка.
  3. Нарезание резьбы внутренней и наружной.
  4. Обработка различных поверхностей.

Наибольший диаметр заготовки над станиной – 250 мм.

1Д601

Этот станок лучше подходит для чисто бытового использования. Точность меньшая, чем у предыдущего станка. Отличается высокими показателями работы даже спустя много лет функционирования.

Перемещение суппорта, возможно только вручную. Масса всего станка около 30 кг. В связи, с небольшими габаритами максимальная длина обрабатываемой заготовки – 18 см.

16К40

Одна из наиболее популярных моделей, которая реально завоевала популярность среди мастеров. Относится к среднему классу оборудования с классом точности Н.

Начиная с 1932 года в СССР выпущено несколько десятков тысяч самых разных токарно-винторезных станков. Они использовались не только на производстве, но и для обучения молодежи, в школах, училищах, да и у многих настольные станки были в гаражах, домах, собственных мастерских.

Такое оборудование поможет расточить отверстие, подровнять необходимую поверхность, просверлить уже имеющееся отверстие

Важно, ориентируясь на начальные паспортные характеристики оборудования приобрести наиболее подходящую модель

Основные типы фрезерных станков и их обозначение

Главная » Статьи » Профессионально о металлообработке » Фрезерные станки

Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!

Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!

Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!

Фрезерные станки имеют весьма широкую область применения и разделяются на две основные группы: станки общего назначения и специализированные. К первой группе относятся станки консольные и бесконсольные, продольно-фрезерные, станки непрерывного фрезерования (карусельные и барабанные). Ко второй группе относятся станки копировально-фрезерные, зубофрезерные, резьбофрезерные, шпоночно-фрезерные, шлицефрезерные и др. Типоразмеры станков характеризуются площадью рабочей (крепежной) поверхности стола или размерами обрабатываемой заготовки (при зубо- и резьбообработке). По указанному признаку станки имеют пять градаций:


Просмотреть фотографию в реальном размере

Классификация фрезерных станков дана в табл. 1.1, где приведено девять типов станков шестой группы (кроме того, фрезерные станки входят и в пятую группу зубо- и резьбообрабатывающих станков, которые в настоящей книге не рассматриваются). Каждый станок имеет свой шифр, первая цифра в котором обозначает группу станка, вторая — его тип (1 — консольные вертикально-фрезерные (рис. 5.1, а), 2 — непрерывного действия (рис. 5.1, б), 4 — копировальные (рис. 5.1, в) и гравировальные, 5 — вертикальные бесконсольные (рис. 5.1, г) (с крестовым столом), б — продольно-фрезерные (рис. 5.1, д), 7 — широкоуниверсальные (рис. 5.1, е), 8 — консольные, горизонтальные (рис. 5.1, ж), 9 — разные). Третья и при необходимости четвертая цифры обозначают характерные размеры станка. Кроме цифр в обозначение модели станка может входить буква. Если буква стоит между первой и второй цифрами, то это означает, что конструкция станка модифицирована. Например, универсальный консольный станок в течение многих лет подвергался усовершенствованию и имел обозначения 682, 6Б82, 6Н82, 6М82, 6Р82 и 6Т82.

Если буква стоит в конце шифра станка, то это может означать следующее: 1) конструктивную модификацию основной модели (например 6Р82Г — станок горизонтально-фрезерный, 6Р12Б — быстроходная модель, 6Р82Ш — широкоуниверсальный); 2) различное исполнение станков в зависимости от точности (Н — нормальной точности, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокой и С — станки особо точные, называемые мастер-станками); 3) различное исполнение с учетом используемой системы управления станком.

Как изготовить своими руками

При недостатке средств или невозможности установки заводского оборудования в самодельный станок его можно изготовить самостоятельно. Для этого нужны следующие комплектующие:

  • главная деталь — бесколлекторный двигатель;
  • контролер для двигателя;
  • сервотестер;
  • удлиненный вал.

Изготовление шпинделя для станка своими руками начинается с приобретения всех комплектующих. Устройство контролирующее количество оборотов двигателя (сервотестер) рекомендуется устанавливать на любые двигатели, в которых невозможно изменять количество оборотов

Можно купить дешевую модель, главное обратить внимание на тип его крепления к станку. Он не должен мешать при работе

  1. Сборка шпинделя собственными руками не потребует серьезных финансовых затрат.
  2. Провести работы самостоятельно не так сложно, как ожидают новички в металлообработке. В интернете существуют пошаговые инструкции и обучающие видео.
  3. Списки материалов, деталей и чертежи можно найти в открытом доступе.

Однако по техническим характеристикам промышленные детали во многом превосходят самоделки

Важно изготовить надежную и массивную станину, которая предотвратит появление вибрации

Обработка кромки — работа с шаблоном

Обработку кромки обычной доски проще и быстрее проводить на рейсмусе, но если его нет, ручной фрезер тоже справится, вот только займет это больше времени. Есть два способа: без шаблона и с шаблоном. Если это первый опыт работы с фрезером — лучше использовать шаблон. При обработке кромок досок нужны прямые кромочные фрезы, причем, скорее всего, понадобятся две — с подшипником в начале и в конце режущей части (на фото).

Для обработки кромки — сделать ровную поверхность

В качестве шаблона можно использовать уже обработанную доску или, например, строительное правило. Длина шаблона должна быть немного больше длины заготовки — на 5-6 радиусов фрезы с каждой стороны. Это даст возможность избежать «нырка» фрезы в материал в начале и в конце. Один важный момент: горизонтальная плоскость (перпендикулярная обрабатываемой) должна быть ровной. В всяком случае ее кривизна не должна быть больше, чем зазор между подшипником и режущей частью, иначе фреза будет задевать шаблон, а это очень нехорошо — он становится неидеальным и нанесенные неровности отобразятся на других копиях.

Станина

Основной неподвижной частью станка является станина, состоящая из 2 вертикальных рёбер. Между ними находятся несколько поперечных перекладин, обеспечивающих жёсткость и неколебимость статора.

Станина

Станина располагается на ножках, их количество зависит от длины станины. Конструкция ножек-тумб такова, что в них могут храниться необходимые для работы станка инструменты.

Верхние поперечные рейки станины служат направляющими для передвижения по ним суппорта и задней бабки. Сравнивая схемы станков, легко заметить, что в некоторых конструкциях используются направляющие 2 видов:

  • призматические для перемещения суппорта;
  • плоская направляющая для хода задней бабки. В очень редких случаях её заменяет призматического типа.

Устройство шпинделя

Конструктивно эта важная составляющая технического устройства выглядит следующим образом:

  • на вал из металла закрепляется фреза через натяг, оправку или цангу;
  • чтобы режущий инструмент был прочно закреплен, конец шпинделя имеет форму конуса;
  • само устройство расположено на каретке для обеспечения перемещения по трем координатным осям;
  • вращения передаются на фрезу, которая обеспечивает фрезерование отверстия по заданным параметрам.

Важные технические характеристики – это показатели мощности и количество оборотов режущего инструмента.

Работа фрезерного станка с ЧПУ зависима от мощности, а именно:

  1. Для обработки ДСП, МДФ или фанеры достаточно мощности в 800 Вт.
  2. Если необходимо фрезой обработать дерево или цветные металлы, то мощности хватит в 1500 Вт.
  3. Обработка твердого металла, камня или бетона требует показателя мощности не менее 3000 Вт.

Количеством создаваемых оборотов несложно определить режим функционирования одно- или двухшпиндельного инструмента. Популярностью пользуются режимы гравировки, раскройки или фрезерования.

Выбор шпинделя также должен учитывает запас скорости вращения и мощности.

Узел управления скоростями модификации 6Р82

Коробка переключения скоростей этой модели дает возможность выбрать нужный режим без последовательных промежуточных этапов. Рабочая рейка перемещается при помощи предусмотренной рукояти. Валик оси движется после воздействия на него вилки и диска контроллера в осевом направлении. Затем консольно-фрезерный станок 6Р82, устройство и схему которого подробнее рассмотрим далее, функционирует при помощи конической передачи и указателя скоростей. На диске имеются отверстия, которые зацепляются попарно с шестеренкой.

Пружина регулируется посредством пробки-фиксатора, устанавливаемую в режим фиксации путем поворота с нормальным усилием. Ручка управления в режиме включения фиксируется пружиной и шариковым элементом. Кроме того, шип рукоятки входит в зацепление с пазом фланца. Стоит отметить, что зазор конической передачи не должен превышать 0,2 мм. Диск с учетом этого показателя может поворачиваться на величину до 1 миллиметра.

Обзор видов

Шпиндели для фрезерных станков могут быть бытовыми и промышленными.

Домашние

Такая разновидность шпиндельных головок не может переносить мощных нагрузок. Цена подобных изделий невелика. Различные фирмы предлагают их в широком ассортименте. Возможно использование в связке с различными режущими частями. Но надо понимать, что сечение хвостовика ограничено, и потому не на всякой модели фрезера такой узел, вообще, может быть использован.

Промышленные

Такой тип устройств выпускают фирмы, поставляющие индустриальную технику. Поскольку нагрузки тут будут выше, форма конуса используется чаще, чем в технике бытовой категории. Однако на этом различия не заканчиваются. Они касаются еще:

  • размеров;

  • потребления энергии;

  • суммарной производительности;

  • скорости вращения;

  • использования охладительных компонентов;

  • разнообразия режимов;

  • требований к квалификации пользователей.

В промышленном сегменте часто применяется цанговый зажим ER11, ER16. Некоторые патроны специально рассчитываются инженерами на снятие больших слоев металла. Электрошпиндель может встретиться как в домашней, так и в индустриальной группе. Прямое подключение к мотору наращивает КПД и позволяет сделать меньше сам блок. Но серьезным минусом оказывается повышенная подверженность нагрузкам: стоит фрезе застрять – и от долгого застывания в таком положении электромоторы перегорают.

Конструкция и технические особенности

Зная устройство фрезерного станка, человек сразу же понимает, что такое шпиндель и где он располагается. Для тех, кто не знает конструкции и технических параметров, необходимо разбираться во всем постепенно.

Шпиндель представляет собой полый металлический вал, являющийся ключевым узлом в фрезерном станке. Устанавливается эта деталь на специальной каретке, с помощью которой он передвигается в трех плоскостях — X, Y, Z. При включении двигателя вал напрямую передает вращательное усилие на фрезу (если речь идет о станке, в котором используются фрезы по металлу). Благодаря отсутствию дополнительных элементов при передаче усилия от двигателя, вращательный момент не искажается.

Шпиндель для самодельного станка. Spindle machine for wood.

Устройство и характеристики

Шпиндель для фрезерных станков – с ЧПУ и без него – часто представляют себе упрощенно. В расхожих бытовых описаниях говорится только, что вал просто стоит в паре подшипников. Разумеется, это не объясняет всей сути дела, даже мешает во многом ее понять. Один из пары подшипников обязательно выполняет упорную функцию. Он способен принимать осевую нагрузку в моменты, когда вертикально подается сам шпиндель или обрабатываемый предмет.

Второй подшипник всегда радиального типа. Его функция – принимать нагрузку, которая возникает при обработке деталей и полуфабрикатов по горизонтали. Обе части насаживают на единую пустотелую ось, которая и является тем самым валом. На конце осевого приспособления размещают механизм зажима инструмента – конус Морзе, в котором, в свою очередь, могут быть зафиксированы зажимы-цанги. Но на станках необходимо еще и обжимать инструмент.

За эту функцию отвечает шпренгель – то есть винт, длина которого достаточна для проходки через весь вал. Шпренгель закручивают в торцевую часть цанги. Таких винтов всегда два. Радиусный ставят там же, где фиксируют инструмент, а упорный напротив него. Приводимый в движение мотором вал монтируется в пиноль, то есть особый вид корпуса, который может быть немного сдвинут в сторону благодаря специальным зазубринам на корпусе; пиноль, в свою очередь, вмонтируют в главный корпус фрезера методом скользящей посадки.

Главная цель – чтобы нагрузки, которые создает фреза, не нарушали работоспособность привода. Отсюда и использование подшипников: это проверенный тип механических буферов. Такие детали закономерно продают парами. Учитывая существенный механический импульс, валы берут только такие, которые смогут выдержать мощную нагрузку по оси.

Другие значимые особенности современных шпинделей:

  • фрезу редко крепят с помощью одной цанги, обычно ей помогает оправка;

  • чтобы эта оправка не придавливалась слишком сильно, шпиндель стараются делать конусовидным;

  • его монтируют на особых каретках с трехкоординатным перемещением;

  • вращательный импульс передается напрямую на фрезу (употребление промежуточных деталей понижало бы точность и общую эффективность устройства).

Такая система пригодна для установки самых разнообразных насадок. Потому сфера применения фрезерного шпинделя существенно расширилась за последние 30-40 лет. С учетом сказанного, ключевым параметром устройства будет его мощность. Во многом она лимитируется характеристиками установленного на станок силового агрегата. Важную роль играет и темп кручения; все сколько-нибудь адекватные модели давно имеют и ступенчатую, и бесступенчатую программы регулировки.

Специалисты также указывают на иные значимые свойства:

  • уровень КПД;

  • надежность аппарата;

  • механическую прочность его корпуса;

  • суммарное время беспрерывной эксплуатации.

Старые советские модели станков по дереву и металлу

Советское оборудование все еще эксплуатируется на производстве. Некоторые принципиально предпочитают оборудовать домашние мастерские агрегатами из СССР.

Важно!

На советское оборудование иногда проблемно найти оснастку или комплектующие в случае поломки.

Токарно-винторезный станок ИТ-1М

Станок облегченного типа предназначался для наработки практики в мастерских. Позволяет обрабатывать цилиндрические заготовки снаружи, сверлить и растачивать, нарезать резьбу. В настоящее время снят с производства.

Токарно-винторезный станок ТВ-6

Появился на рынке в 80-х годах. Применяется в основном для обучения будущих токарей в мастерских и учебных центрах. Позволяет выполнять базовые операции.

Характеристики:

  • Диаметр шпинделя — 12 мм.
  • Частота вращения шпинделя — 130-170 об./мин.
  • Расстояние между центрами — 350 мм.
  • Максимальная длина обработки — 300 мм.

Токарные станки Универсал 2 и Универсал 3

Настольные станки для изготовления мелких деталей. Возможно выполнение большинства токарных работ. Максимальный диаметр и длина заготовки — 12,5 см и 18 см.

Токарный станок ТШ-3

Выполняет функцию точильного и шлифовального агрегата. Пригоден к эксплуатации в домашней мастерской и промышленных целях. Кроме классических токарных работ, агрегат пригоден для финишной шлифовки изделий и заточки режущих, а также слесарных инструментов.

1Е61М, 1Е61ПМ, 1Е61ВМ токарно-винторезные станки

Относятся к специальным станкам, обеспечивающим более высокую точность обработки. Все три модификации относятся к токарно-винторезной группе с высотой над центрами 175 мм.

Диаметр обрабатываемого прутка не превышает 32 мм. Максимальное расстояние перемещения суппорта составляет 200 мм.

Токарно-винторезный станок 1М63Н

Многофункциональный агрегат, предназначенный для выполнения всех типов токарных операций. Данная модель позволяет также работать с коническими поверхностями и нарезать многозаходные резьбы.

Буква Н в маркировке говорит о способности получить размеры нормальной точности. Возможна установка дополнительной оснастки при работе с крупногабаритными заготовками.

Токарно-револьверный станок 1341

Станок револьверной группы позволяет выполнять обработку с использованием нескольких инструментов одновременно. Доступные операции:

  • Обработка наружных и внутренних поверхностей.
  • Нарезка резьбы.
  • Сверловка, зенкование, развертывание.
  • Работа с фасонными поверхностями.

Обработка выполняется в автоматическом и полуавтоматическом режиме. Возможно изготовление деталей из прутка и штучных заготовок.

Токарно-винторезный станок 1Н65

Усовершенствованная модификация агрегата 1М65. Возможна обработка цилиндрических и конических деталей, а также сложных фасонных поверхностей.

Технические характеристики:

  • Высота центра над станиной и суппортом — 500 и 325 мм.
  • Диаметр шпинделя — 128 мм.
  • Максимальный вес заготовки — 5 т.
  • Максимальный диаметр заготовки в кулачках — 870 мм.

Токарно-винторезный станок 1М63

Разработан в 50-х годах для обработки заготовок из разного металла. По тем временам это был агрегат с уникальными характеристиками, и его закупали крупные промышленные предприятия. Он обеспечивал высокое качество и точность обработки при точении изделий любой сложности.

Станок токарно-винторезный 1А616

Агрегат выпущен в 50-х годах прошлого века. В ту эпоху технические характеристики были одними из лучших. На многих предприятиях станок успешно используется по сей день.

Оборудование предназначено для широкого спектра работ с небольшими заготовками. Буква А говорит про особо высокую точность обработки. Возможно нарезание модульной, дюймовой, питчевой резьбы без перестройки кинематики.

Токарный школьный станок ТВ-4

Разрабатывался для обучения токарному делу в школьных мастерских и учебных центрах. Универсальный станок, пригодный для выполнения базовых токарных операций. Имеет небольшой вес и габариты, из-за чего пользуется популярностью в домашних мастерских.

Токарный станок по металлу Школьник ТВ-7

Станок с ручным управлением, предназначен для обработки заготовок 100-300 мм. Поддерживает четыре скоростных режима. Позволяет выполнять базовые операции — наружное точение, расточка, нарезка метрической резьбы, обработка торца, сверление отверстий. Назначение — практическое обучение будущих токарей.

Настольный токарный станок по металлу ТВ-16

Станок с малыми габаритами для выполнения операций средней сложности. Доступно сверление отверстий, нарезка резьбы, наружное точение, расточка.

Параметры:

  • Расстояние между центрами — 250 мм.
  • Максимальный диаметр заготовки над станиной — 160 мм.
  • Диаметр отверстия шпинделя — 18 мм.
  • Мощность — 0,4-0,5 кВт.

Особенности оборудования

Ученические токарные станки по металлу заняли промежуток между любительским инструментом и профессиональным производственным оборудованием. Свое название Школьник они получили за активное использование их для обучения учащихся в ПТУ и старшеклассников на уроках труда.

У всех моделей, от ТВ2 до модернизированного 16У04П повышенной точности, имеются общие характеристики для школьных токарных станков:

  • малые габариты;
  • простота конструкции;
  • безопасность при работе;
  • ручное управление и легкое обслуживание;
  • обработка малых по размеру заготовок;
  • низкая производительность;
  • невозможность изготовления партий деталей.

Токарный станок 16У04П

Учебные модели выпускались напольные с литыми тумбами и настольные, имеющие только установочные площадки в виде широких ножек под станиной. Их можно установить на рабочем столе в мастерской и изучать принцип работы токарного станка, получать навыки работы токарем.

Конструкция токарного станка упрощенная. Отсутствует коробка передач. Скорости изменяются перестановкой шестеренок и перекидыванием ремня. Перемещение салазок суппорта ручное только в одном направлении. Возможность точить конусы под заданным углом отсутствует.

Учитывая специфику токарных станков по металлу Школьный, на них были установлены кожухи и экраны, исключающие возможность травмирования вращающимися деталями или отлетающей стружкой. Как только защитное приспособление поднималось, патрон останавливался.

Выборка под детали большого диаметра в станине отсутствует. Максимальный диаметр заготовки до 200 мм. Межцентровое расстояние на большинстве моделей 220 – 350 мм, и только на модернизированные станки можно устанавливать валы длиной 525 и 750 мм.

Перемещение суппорта и салазок по лимбу вручную не позволяло работать быстро и делать партии деталей. На большинстве станков серии Школьник имеется 6 скоростей вращения патрона от 120 до 975 об/мин. Направление вращения переключается двигателем.

Схема станка ТВ-11

Несмотря на свою простоту, учебные токарные станки дают хорошую чистоту обработки. На них можно точить детали с точностью до 0,05 мм и делать токарную обработку под шлифовку. В коробке скоростей, соединенной с винтом, заложена нарезка резьбы с 3 размерами шага на ранних моделях и 6 резьб на модернизированных станках, начиная с ТВ7.

Столярному делу подростков обучали на ТВ4 и на специально выпущенном станке токарном по дереву Школьник серии СТД-120. На этом оборудовании любители делать мебель своими руками в домашних условиях изготавливают фигурные ножки, стойки и другие круглые элементы.

В настоящее время компактные токарные станки используют в передвижных мастерских, изготавливая на них детали для ремонта. Охотно покупают умельцы компактное оборудование и для домашнего использования.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector