Центры станочные и токарные патроны: виды, типы, описание

Конструкция вращающихся центров

На рисунке выше изображена конструкция центра предназначенного для фиксации в конический паз пиноли задней бабки токарного станка. Рабочая часть или центр (1) вращается благодаря шариковым подшипникам (2) и (4), в других вариантах конструкции применяются игольчатые подшипники. Возникающее в процессе работы осевое давление компенсирует упорный шариковый подшипник (5). Крепление в пиноли обеспечивает конический хвостовик (3). Для точного определения осевых усилий некоторые конструкции имеют встроенный прибор.

Более надежную фиксацию заготовок, особенно при работе с тяжелыми деталями на больших скоростях, обеспечивают встроенные в пиноль центры. Данное конструктивное исполнение, приведенное на рисунке ниже, даёт более высокую жесткость фиксации, оптимально при подготовке стружек большого сечения.

Разновидности токарных обрабатывающих центров

По способу управления такое оборудование подразделяется на следующие виды:

— полуавтоматические;

— автоматические;

— с ЧПУ.

Токарные обрабатывающие центры с полуавтоматическим управлением

При полуавтоматическом управлении технологические работы по обработке одной заготовки в пределах одного рабочего цикла выполняются автоматически. Однако при этом имеется необходимость вмешательства оператора для смены инструмента, загрузки и выгрузки заготовки. Поэтому они не подходят для работы в условиях серийного производства.

Токарные обрабатывающие центры с автоматическим управлением

В этом случае, работы по обработке заготовки выполняются в автоматическом режиме не только в пределах одного цикла, но всего рабочего процесса. Обычно входят в состав конвейерных линий по выпуску продукции.

Токарные обрабатывающие центры с ЧПУ

Такие центры были рассмотрены выше. Поэтому здесь стоит отметить, что этот вид машин больше всего подходит на звание универсальных агрегатов. Их возможности по сути ограничены управляющей программой, числом позиций револьверной головки, и степенями свободы перемещения направляющих. По сути, некоторые модели способны заменить целый технологический цикл производства изделия.

Преимуществом такого оборудования является то, что оно способно выполнить наибольшее количество технологических работ за один проход. Это позволяет сократить время изготовления конечного изделия, и снизить его себестоимость. Закрытое исполнение центра обеспечивает безопасность при проведении обработки. Применение таких центров дает возможность сократить производственные площади.

Сфера применения и особенности

Центры вращающиеся применяются в токарных станках для обточки деталей при скорости вращения более 75 м/мин. При этой скорости начинается процесс повышенного износа конуса центра и центрового отверстия обрабатываемой заготовки. Частичным путем решения проблемы является применение смазки и твердосплавных напаек, но оптимальным вариант – применение вращающегося центра.

Основные преимущества оснастки:

• Универсальность. При использовании центров со сменной насадкой можно обрабатывать детали с различными конусными осевыми отверстиями.
• Высокие характеристики воспринимаемой нагрузки, значительно превышающие показатели упорных фиксаторов.
• Длительная эксплуатация благодаря уменьшенному износу.
• Возможность работы при высоких показателях нагрузки.

Основным недостатком является наличие радиального биения. Данная проблема решается применение оснастки с допустимым показателем биения, либо финишной обработкой на малых скоростях с использованием неподвижного центра.

Применение токарного обрабатывающего центра

Данное оборудование используется в следующих сферах деятельности

— машиностроение;

— электротехническая и приборостроительная промышленность;

— автомобилестроение;

— авиа-, космическая отрасль;

— военно-промышленный комплекс.

Стоит отметить, что они применяются для изготовления валов всех видов, штуцеров, пресс-форм, штампов практически во всех отраслях промышленности.

На таких центрах производится обработка заготовок, произведенных из таких материалов, как сталь разных марок, цветные металлы (алюминий, медь и их производные).

Виды вращающихся центров

В зависимости от формы фиксирующей части выпускается два типа вращающихся центров:

• с рабочим конусом для крепления заготовок с центровыми отверстиями;
• с грибообразной насадкой для заготовок с внутренним отверстием – труб, полых валов и т. д.

По конструкции оснастка подразделяется на:

• Центр с постоянным валиком (тип А)
• Центр со сменной насадкой (тип Б)

Конус центрового валика проточен под 60° (исполнение 1) или может иметь дополнительную выточку под конус 30° (исп. 2).

Условное обозначение оснастки: Центр А-1-4-НП ГОСТ 8742-75

Тип А, исполнение 1 с конусом Морзе 4 повышенной точности и нормальной серии.

Таблица основных параметров оснастки

Виды и назначения станочных центров

Согласно нормативной документации выделяется два основных вида центров:

1. Упорный (ГОСТ 13214-79) – у этого центра наконечник и хвостовик имеют практически равный диаметр. Наконечник изготавливается из твердого сплава или закаленной стали.
2. Вращающийся (ГОСТ 8742-75) – отличается тем, что наконечник имеет больший диаметр и усеченный рабочий конус. Существуют центры с двумя типами наконечников: с центрированным валиком и с насадкой под него. Данное устройство может применяться для фиксации деталей вращения с полыми торцевыми отверстиями.

Если существует необходимость в обработке деталей на высоких скоростях со значительной толщиной удаляемого слоя, используется вращающийся задний центр. Если же оси вращения заготовок и шпинделей отличаются, рекомендуется использовать при обработке специальную конусную установку.

Особенности эксплуатации

Приведём основные правила эксплуатации вращающихся центров, необходимые для точной обработки деталей:

• При выборе класса точности оснастки необходимо оставить запас на покрытие погрешностей биения вследствие прочих причин – износ подшипников, малая жесткость и т. д.
• Важную роль играет правильная установка детали. Ось конуса должна с высокой точностью совпадать с осью вращения заготовки.
• Для проверки точности установки можно подложить под вращающийся центр белый лист бумаги и оценить соосность. Более точный контроль производится с помощью индикаторов.
• При наличии биения конус шлифуется по месту с проверкой по шаблону. Обработка осуществляется электроинструментом, расположенным в резцедержателе.
• Биение вращающихся центров приводит к биению полученной детали относительно оси. При установке этой детали на другой станок, имеющий другой показатель биения, может иметь место отклонение от соосности. Для устранения отклонений производится обработка с применением неподвижного центра.

Центры для токарных станков

Конструкция токарных станков предусматривает использование определенной оснастки. Только при наличии необходимого оснащения можно сделать деталь с нужными параметрами точности. При этом нужно приобрести специальное оснащение или сделать самодельный вариант исполнения. Стоит отметить, что своими руками можно создать не все для точного точения.

Токарные вращающиеся центры

Фиксация заготовок

Точение на токарном станке происходит путем ее крепления в кулачковом патроне, который передает вращения и при этом удерживает ее на месте. Подобное устройство эффективно при точении тел цилиндрической формы. При этом резец подается перпендикулярно, что позволяет проточить металл до нужного диаметра.

При рассмотрении токарного станка по металлу следует учитывать, что многие самодельные и промышленные варианты исполнения имеют в задней части конструкцию для поддержки заготовки и выполнения других задач. Самодельный вид токарного станка по металлу также имеет вариант исполнения бабки, для которой требуется специальная оснастка.

Таким образом, при фиксации по двум противоположным сторонам на токарном станке, задней и передней бабки, заготовка будет находиться в заданном положении во время возникновения даже сильной нагрузки.

При рассмотрении задней бабки нужно отметить следующие особенности:

1.

Рассматриваемое устройство предназначено только для крепления специального оснащения. Виды используемой оснастки на токарном станке определяют предназначение задней бабки: она может служить как для фиксации тела цилиндрической формы, так и для обработки.

2.

Для того чтобы на момент сильной подачи или при больших оборотах заготовка не изменила свое положение используется центр, который и определяет предназначение задней бабки.

3.

Сделать центр можно своими руками или приобрести в специализированном магазине. При самостоятельном изготовлении нужно учитывать, что заготовкой должен быть цельный сплошной металл с повышенным показателем прочности. Это связано со способом крепления: пиноль прижимает деталь к шпинделю по торцу и на протяжении всего времени наконечник контактирует с ней, происходит незначительное трение.

4.

Положение пиноли токарного станка регулируется только в продольном направлении. Учитывая данную особенность, стоит помнить, что положение центра должно совпадать с осью вращения шпинделя. В противном случае вращения будут происходить с биением.

Рассматриваемое устройство также может служить для высверливания торцевых отверстий и для решения других технологических задач.

Фиксация по двум торцам происходит в нижеприведенных случаях:

1.

Токарный станок по металлу промышленного типа имеет регулировку количества оборотов. Большая скорость вращения, которая передается детали, приводит к «вилянию» детали. При точной обработке, согласно ГОСТ, подобное явление приводит к довольно большой погрешности.

2.

Большая длина и вес заготовки также определяет необходимость использования задней бабки. Под собственным весом цилиндрическое тело может деформироваться и резец по металлу будет «бить» во время подаче резца.

3.

В зависимости от режима точения и скорости вращения шпинделя может возникнуть чрезмерная поперечная подача. При обработке детали в подобной ситуации сделать ее с высокой точностью довольно сложно.

В подобных случаях следует провести фиксацию по обоим торцам.

Виды токарных центров

Провести фиксацию необходимого инструмента в пиноли можно своими руками. Для выполнения этой работы понадобиться несколько минут, и выполнить ее можно самостоятельно. Согласно ГОСТ можно выделить следующие виды:

1.

упорный. ГОСТ определяет то, что наконечник и хвостовик имеют практически одинаковый диаметр. Устройство этой конструкции определяет то, что наконечник изготавливают из закаленной стали или твердого сплава согласно ГОСТ 13214-79.

2.

грибковый вариант несколько отличается от предыдущего. Грибковый наконечник имеет согласно ГОСТ 8742-75 больший диаметр с усеченным рабочим конусом. согласно ГОСТ 8742-75 есть два типа наконечника, которыми обладает грибковый центр: с центрированным валиком или с насадкой для него. грибковый наконечник позволяет использовать рассматриваемое устройство для крепления тел вращения с полыми торцевыми отверстиями во время обработки.

Грибковый токарный центр

Вращающиеся токарные центры

Упорные вращающиеся центры

При точении во время большой центробежной силы сделать наиболее благоприятные условия можно при применении центра, в конструкции которого есть подшипник. Подобная оснастка может быть разная: грибковый или упорный центр также имеют подшипник. Большой выбор токарных центров представлен на сайте https://meatec.ru/catalog/tokarny-centry/.

Угол конуса может быть 60 или 90 градусов. Угол выбирается в зависимости от режима резания.

Существуют более сложные виды оснастки для установки в пиноли, которые могут иметь, к примеру, устройство для измерения прижимной силы. Сделать своими руками некоторые варианты центров для токарного станка невозможно. Обратный ход шпинделя не оказывает влияние на возможность использования пиноли.