Токарно-винторезный станок 16К20 и его технические характеристики

Токарно-винторезный станок 16К20 и его технические характеристики

Многие специалисты знают, что токарно-винторезный станок 16К20 был одним из самых популярных в Советском Союзе среди устройств подобного рода. Причинами такой популярности являются универсальность и технические характеристики станка данной модели.

Внешний вид токарно-винторезного станка 16К20

Схема кинематическая токарно-винторезного станка

Фартук токарно-винторезного станка имеет четыре кулачковые муфты, позволяющие осуществить прямой и обратный ход каретки и суппорта. Управление перемещениями каретки осуществляется мнемонической рукояткой 25. Направление включения рукоятки совпадает с направлением перемещения суппорта. Включение быстрых перемещений суппорта в указанных четырех направлениях осуществляется дополнительным зажатием кнопки 12, встроенной в рукоятку 25. Этим и нажатием включается электродвигатель быстрых ходов, который через клиноременную передачу сообщает движение ходовому валу.

Фартук имеет блокирующее устройство, препятствующее одновременному включению продольной и поперечной подач суппорта, а также предохранительную кулачковую муфту, которая срабатывает под действием усилий, возникающих при перегрузке фартука.

Для нарезания резьбы следует рукояткой 24 включить маточную гайку и вывести из зацепления реечную шестерню путем вытягивания на себя кнопки 6.

Токарно-винторезный станок 16К20

Универсальный токарный станок 16К20 повышенной точности предназначен для выполнения различных токарных работ, в том числе для нарезания метрической, дюймовой, модульной, питчевой резьб повышенной точности.

Технические характеристики 16К20

Техническая характеристика токарно-винторезного станка 16К20:

Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм . 400

Наибольший диаметр точения над нижней частью поперечного суппорта, мм . 220

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм . 50

Расстояние между центрами, мм . 710, 1000, 1400, 2000

Наибольшая длина обтачивания, мм . 645,935, 1333, 1935

Диапазон чисел оборотов в минуту шпинделя . 12,5 — 1600

Пределы подач, мм/об:

• продольных . 0,05 — 2,8
• поперечных . 0,025 — 1,4

Шаги нарезаемых резьб

• метрической, мм . 0,5-112
• дюймовой (число ниток на 1″) . 56-0,25
• модульной (в модулях) . 0,5-112
• питчевой (в питчах) . 56-0,25

Диаметр отверстия в шпинделе, мм . 52

Мощность главного электродвигателя кВт. . 10

Органы управления станка 16К20

Органы управления токарно-винторезного 16К20 показаны на рис. 14. Кинематическая схема 16К20 приведена на рис. 15.

Рис. 14. Органы управления токарно-винторезного станка повышенной точности 16К20

Рукоятки:

1 — установки ряда чисел оборотов шпинделя; 2 — установки чисел оборотов шпинделя, 3 — установки нормального, увеличенного шага резьбы и положения при делении многозаходных резьб, 4 — установки правой и левой резьбы, 5 — установки величины подачи и шага резьбы, 6 — установки вида работ — подачи и типа нарезаемой резьбы, 7 -установки величины подачи и шага резьбы и отключения механизма коробки подач, 8 — управления фрикционной муфтой главного привода (сблокирована с рукояткой 16), 11-включения и выключения реечной шестерни, 14 — включения подачи, 15 — включения и выключения гайки ходового винта, 16 — управления фрикционной муфтой главного привода (сблокирована с рукояткой 8); 18 — крепления задней бабки к станине, 19 — захвата пиноли задней бабки, 20 — управления механическими параметрами каретки и поперечных салазок суппорта, 22 — ручного перемещения резцовых салазок суппорта, 23 — поворота и закрепления индексируемой резцовой головки, 25 — ручного перемещения поперечных салазок суппорта; кнопки: 9 — золотника смазки направляющих каретки и поперечных салазок суппорта, 12 — включения и выключения электродвигателя главного привода, 21 — включения электродвигателя привода быстрых ходов каретки и поперечных салазок суппорта; маховики: 10 — ручного перемещения каретки, 17 — перемещения пиноли задней бабки; 26 — регулируемое сопло подачи охлаждающей жидкости; 13 — болт закрепления каретки на станине; выключатели: 24- местного освещения, 27 — указатель нагрузки станка, 28 — выключатель электронасоса подачи охлаждающей жидкости, 29 — сигнальная лампа, 30 — вводный автоматический выключатель.

Кинематическая схема 16К20

Кинематическая схема станка представлена на рис. 70.

Главное движение

Главным движением в станке является вращение шпинделя, которое он получает от электродвигателя I через клиноременную передачу со шкивами 2 — 3 и коробку скоростей. На приемном валу II установлена двусторонняя фрикционная муфта 6. Для получения прямого вращения шпинделя муфту смещают влево, а привод вращения осуществляется по следующей цепи зубчатых колес: 4 — 8 или 5-9, 10-13 или 11 — 14. либо 12-15, вал IV, колеса IS -21 или 19 — 22. шпиндель V. От вала IV вращение можно передать через перебор 16 — 23 или 17 — 24, 25-27 и 26-22 при перемещении вправо блока 21-22 на шпинделе. Технические характеристики 16К20 позволяют получить 12 вариантов зацепления колес при передаче вращения с вала IV непосредственно на шпиндель и 12 вариантов — при передаче вращения через перебор.

Реверсирование шпинделя выполняют перемещением муфты 6 вправо. Тогда вращение с вала II на вал III передается через зубчатые колеса 7-28, 29-12, и последний получает обратное вращение.

Рис. 70 Кинематическая схема 16К20

Движение подачи

Механизм подачи сообщает движение суппорту по четырем кинематическим цепям: винторезной, продольной и поперечной подачи, быстрого перемещения. Вращение валу VIII от шпинделя V передается через зубчатые колеса 20-32, а при нарезании резьбы с увеличенным шагом от шпинделя V через звено увеличения шага: колеса 22-26, 27-25, 23-16 или 24-17 и через колеса 16-33.

С вала VIII движение передается через реверсивный механизм с колесами 30-35 или 31-34-35 на вал IX, далее через сменные колеса a-b-d или a-b-c-d на входной вал X коробки подач. Переключением муфт 116, 60. 43 и 50, а также перестановкой блочных зубчатых колес 57 и 58, 45 и 46, 47 и 48, 52 и 53 осуществляются различные комбинации соединения колес 36. 64 коробки подач. От выходного вала XV коробки подач вращения может быть сообщено либо ходовому винту 61, либо ходовому валу XVI. В первом случае — через муфту 60, во втором — через колеса 59-62, 63-66, муфту обгона 67 и колеса 68-64.

Винторезная цепь. При нарезании резьбы подача суппорта осуществляется от ходового винта 61 через маточную гайку, закрепленную в фартуке. Необходимый шаг резьбы можно получить переключением зубчатых колес и муфт в коробке подач или установкой сменных колес а, b, с, d на гитаре. В последнем случае муфтами 116 и 60 механизм коробки подач отключается. Для предупреждения поломок при случайных перегрузках служит муфта 117.

Продольная и поперечная подачи суппорта

Для передачи движения токарного станка 16К20 механизму фартука служит ходовой вал XVI. По нему вдоль шпоночного паза скользит зубчатое колесо 65, передающее вращение через колеса 69, 70, 71 при включенной муфте 72 и червячную пару 73-74 валу XVII.

Для получения продольной подачи суппорта и его реверсирования включают одну из кулачковых муфт — 77 или 84. Тогда вращение от вала XVII передается зубчатыми колесами 75-83 — 76 и 79-92 или 85 — 92 валу XVIII и далее реечному колесу 94, которое, перекатываясь по неподвижно связанной со станиной станка рейке 95, осуществляет продольное перемещение суппорта.

Поперечная подача и ее реверсирование осуществляется включением муфт 87 или 90. В этом случае от вала XVII через передачи 75-86 и 88-93-98-96 или 75-86-89 и 91-93-98-96 вращение передается винту 97, который сообщает движение поперечной каретке суппорта.

Установочные перемещения суппорта токарно-винторезного станка 16К20, резцовых салазок и пиноли задней бабки. Для осуществления быстрого (установочного) перемещения суппорта ходовому валу XVI сообщается быстрое вращение от электродвигателя 113 через клиноременную передачу 114-115. Механизм подачи суппорта через коробку подач при этом можно не включать, так как в цепи привода ходового вала установлена муфта обгона 67. С помощью ходовых винтов 109 и 112 можно вручную через колеса 110-111 и непосредственно перемещать резцовые салазки и пиноль задней бабки. Станок может быть оснащен механическим приводом салазок. В этом случае от ходового вала XVI через механизм фартука, колеса 65. 98 подключается колесо 99 вала XIX, а затем через колеса 100. 108 движение передается винту 109 резцовых салазок.

Через клиноременную передачу 118-119 от вала / подключен насос смазки 120.

Настройка кинематической схемы 16К20 для нарезания резьб сводится к подбору передаточных отношений передач коробок подач и других механизмов, что осуществляется переключением соответствующих рычагов. Исключение представляет нарезание особо точных резьб или резьб с ненормализованным шагом. Конечным звеном резьбонарезной цепи являются ходовой винт 55 (см. рис. 69) и маточная гайка, поэтому уравнение настройки можно написать в следующем виде (имея в виду однозаходность винта):

где t_н — шаг нарезаемой резьбы; t_в — шаг ходового винта; i — передаточное отношение кинематической цепи от шпинделя до ходового винта.

Нарезание многозаходной резьбы

Технические характеристики 16К20 позволяют нарезать многозаходную резьбу. При многозаходной резьбе под шагом t_н понимают расстояние между параллельными сторонами профиля двух соседних витков. Поэтому для получения резьбы заданного шага механизм подачи должен за один оборот заготовки переместить суппорт на величину хода резьбы s = K t_н где t_н — число заходов нарезаемой резьбы. Такого типа резьбы нарезают на ходовых винтах, многозаходных червяках и других деталях.

Многозаходная резьба нарезается двумя способами: после нарезания первой нитки заготовку поворачивают на часть оборота 1/k; предварительно разомкнув винторезную цепь или оставляя заготовку неподвижно, перемещают инструмент вместе с резцовыми салазками продольно на величину шага резьбы t_н. Затем нарезают следующий заход и т. д. На станке 16К20 имеется специальное делительное устройство для нарезания многозаходных резьб. Оно состоит из кольца с риской, укрепленного на корпусе передней бабки, и диска с делениями, насаженного на шпиндель и имеющего на периферии 60 делений. После нарезания первого захода шпиндель надо повернуть на число делений, равное 60/к. Это устройство позволяет нарезать резьбы с числом заходов 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15, 20, 30, 60. На станках, не имеющих делительного приспособления, пользуются поводковой делительной планшайбой.

Обработка фасонных поверхностей

Если в описанном копировальном Устройстве вместо конусной линейки установить фасонную, то резец будет перемешаться по криволинейной траектории, обрабатывая фасонную поверхность.

Рис. 70 Принципиальная схема работы гидравлическою копировального суппорта

Для обработки фасонных и ступенчатых валов станок 16К20 иногда оснащают гидравлическими копировальными суппортами, которые располагают чаще всего на задней стороне суппорта станка. Нижние салазки суппорта имеют специальные направляющие, расположенные обычно под углом 45 к оси шпинделя станка, в которых и перемещается копировальный суппорт.

На рис. 70 показана принципиальная схема, поясняющая работу гидравлическою копировального суппорта. Масло от насоса 7 поступает в цилиндр, жестко связанный с продольным суппортом 5, на котором находится поперечный суппорт 2. Последний соединен со штоком цилиндра. Масло из нижней полости цилиндра через щель / в поршне поступает в верхнюю полость цилиндра, а затем в следящий золотник 6 и па слив. Следящий золотник конструктивно связан с суппортом. Щуп 4 золотника 6 прижимается к копиру 3 (на участке ab) при помощи пружины (на схеме не показана). При этом положении щупа масло через золотник 6 поступает на слив, а поперечный суппорт- 2 вследствие разности давлений в нижней и в верхней полостях перемещается назад. В тот момент, когда щуп окажется на участке be, он под действием копира утапливается, преодолевая сопротивление пружины. При этом слив маета из золотника 6 постепенно перекрывается. Поскольку площадь в нижней полости больше, чем в верхней, давление масла заставит перемешаться суппорт 2 вниз.

На практике встречаются самые различные модели токарных и токарно-винторезных станков, от настольных до тяжелых, с широким диапазоном размеров. Наибольший диаметр обработки на отечественных станках колеблется от 85 до 5000 мм при длине заготовки от 125 до 24000 мм.

Ремонт основных узлов

Станина

Станина 16К20 — это литая конструкция с ребрами жесткости, на которой монтируются все остальные оборудование токарного станка. На верхней части станины расположены четыре продольные направляющие токарного станка: две плоские и две призматические. От состояния их поверхностей зависит точность позиционирования задней бабки и каретки суппорта, а также соосность передней и задней бабок. Состав и порядок выполнения работ регламентируется разделом 6.1 технического руководства «Ремонт токарно-винторезного станка 16К20».

Существует четыре способа механообработки, с помощью которых выполняют ремонт направляющих токарного станка:

• ручная шабровка;
• шлифовка с применением переносного шлифовального оборудования;
• шлифовка на плоскошлифовальном оборудовании;
• строгание на продольно-строгальном станке;

В общем случае, если износ составляет менее 15 мкм на 1000 мм, геометрию поверхности восстанавливают методом ручной шабровки. Если больше — с применением станочного оборудования или методом напыления.

Шабровка выполняется ручным слесарным инструментом, поэтому ее трудоемкость в несколько раз выше, чем при механизированной обработке.

Кроме того, этим способом можно обрабатывать только незакаленные поверхности. Шабрить станину токарного станка можно без демонтажа станины, поэтому наряду с ручной шлифовкой — это самый распространенный метод восстановления поверхностей направляющих.

Шлифовка направляющих с применением переносного шлифовального оборудования, устанавливаемого на станине, применяется в двух случаях: при невозможности доставки станины в ремонтный цех и в случае, если длина станины больше длины стола шлифовального оборудования. Самый эффективный способ восстановления направляющих станины — это обработка на шлифовальных и продольно-строгальных станках в ремонтных цехах или на специализированных предприятиях. Он обеспечивает самую высокую точность и гарантирует качество.

Станина для станка 16К20

Восстановление глубоких повреждений станины токарного станка производится путем напыления латуни или цинка, а также заливкой баббитом. После заполнения металлом вмятин и выбоин поверхность направляющей обрабатывают шлифовкой или шабровкой.

Каретка

В соответствии с разделом 6.2 Технического руководства ремонт каретки суппорта токарно-винторезного станка 16К20 включает две технологические операции:

• восстановление нижних направляющих, сопряженных с направляющими станины;
• восстановление поперечных направляющих, примыкающих к направляющим нижней части суппорта.

Перед началом работ каретку устанавливают на выставленную станину вместе с рейкой и коробкой подач. После этого на каретку монтируют прижимные планки, фартук, ходовой винт и ходовой вал, выставляют ее на точность, делают замеры и проверяют зацепление шестерни фартука с рейкой.

Каретка для станка 16К20

По результатам контрольных замеров определяют степень износа поверхностей направляющих и обрабатывают их ручным и механическими способами до достижения нормативных прямолинейности, плоскостности и параллельности. На финальной стадии точность прилегания к станине токарного станка обеспечивается обработкой шабером и шлифовальными устройствами.

Задняя бабка

Согласно разделу 6.7 Руководства в номенклатуру работ по ремонту задней бабки токарного станка 16К20 входят технологические операции, по восстановлению параметров следующих компонентов:

• поверхности корпуса, сопряженные с поверхностями плиты;
• поверхности плиты, примыкающие к корпусу и станине;
• отверстие под пиноль.

При восстановлении плоских поверхностей применяют шабровку и шлифовку, а при обработке пиноли — расточку.

Шлифовку плоских поверхностей направляющих выполняют на продольно-шлифовальном станке. Призматические поверхности доводятся до нормативного качества шабровкой. Расточка отверстия под пиноль производится двумя способами: на самом станке с помощью борштанги и с демонтажом на расточном станке.

16к20 смазка

В станке применена, автоматическая система смазки шпиндельной бабки и коробки подач.

Принцип действия

Шестеренный насос, приводимый от электродвигателя главного привода через ременную передача, засасывает масло из резервуара и подает его через сетчатый фильтр к подшипникам шпинделя и на маслораспределительные лотки. Примерно через минуту после включения электродвигателя начинает вращаться диск маслоуказателя 1 на шпиндельной бабке, постоянное вращение которого свидетельствует о нормальной работе системы смазки. Из шпиндельной бабки и ко робки подач масло через заливной сетчатый фильтр 8 с магнитным вкладышем сливается в резервуар.

Указания по эксплуатации

В процессе работы необходимо следить за вращением диска маслоуказателя 1 на шпиндельной бабке. При его остановке необходимо тут же выключить станок и очистить сетчатый фильтр 7. Для этого его надо вынуть из корпуса резервуара, предварительно отсоединив трубы, отвернуть гайку, расположенную в нижней части, и снять фильтрующие сетчатые элементы в пластмассовой оправе. Каждый элемент промыть в керосине до полного очищения. Нельзя продувать фильтрующие элементы сжатым воздухом, т. к. это может привести к повреждению мелкой сетки. После очистки фильтр собрать, установить в резервуар и подсоединить трубы.

Рисунок — Карта смазки станка 16к20

Для очистки заливного фильтра 8 с магнитным вкладышем удалить его из резервуара, снять крышку, вынуть из стакана магнитный вкладыш и промыть в керосине все поверхности.

Заливной фильтр 8 нужно чистить один раз в месяц,

ВНИМАНИЕ! Фильтры 7 и 8 необходимо обязательно чистить перед и после каждой смены масла.

Обслуживание системы смазки

Ежедневно перед началом работы нужно проверять по указателю уровень масла в резервуаре и при необходимости доливать его через отверстие заливного фильтра 8. При замене масла слив из резервуара осуществляется через пробку 4. Перед тем, как заполнить резервуар маслом, его надо очистить и промыть керосином.

Смазка фартука

Смазка механизма фартука автоматическая, осуществляется от индивидуального плунжерного насоса 5. Масло заливается в корпус через отверстие 6, закрываемое пробкой, а спивается через отверстие 4. Уровень масла контролируется по маслоуказателю 1 на лицевой стороне фартука.

Смазку направляющих каретки и поперечных салазок про— изводят в начале и в середине смены, до появления масляной пленки на направляющих. При винторезных работах смазка направляющих, а также опорных втулок ходового винта, размещенных в фартуке производится при включенной маточной гайке.

Смазка ходового винта

Смазка опор ходового вала и ходового винта, а также задней бабки осуществляется фитилями из резервуаров, в которые масло заливается через отверстие 6, закрываемое колпачком. Резервуар задней бабки заполняется до вытекания масла через отверстие 1 на лицевой стороне корпуса.

Ежедневно в конце смены снять резцовую головку, очистить ее рабочие поверхности и смазать конусную ось резцедержателя.

Смазка сменных шестерен

Сменные шестерни и ось промежуточной сменной шестерни (точка 9) смазываются вручную консистентной смазкой.

Остальные точки смазываются вручную при помощи масленки, поставляемой со станком.

3 Другие основные узлы и механизмы станка

Кинематическая схема рассматриваемого агрегата имеется в его паспорте, в котором, кроме того, дается общее описание всех элементов, входящих в устройство станка (резцедержатель и люнет 16К20, коробка подач, суппорт, передняя бабка, вал фрикционный в сборе 16К20 и так далее). Дублировать в этой статье все данные, которые содержит паспорт (руководство по эксплуатации) установки мы не будем. Но о некоторых важных узлах станка добавим несколько слов.

Его кинематическая схема не будет работать без следующих механизмов:

• Коробка передач. Она нужна для передачи вращения, представляет собой набор сменных шестерен, которые устанавливаются в различных комбинациях (расшифровка схемы их расположения дается в паспорте станка). Устройство данной коробки простое, ее ремонт требуется редко, система подач нуждается лишь в регулярной смазке через масленку колпачкового типа.
• Резцедержатель. Располагает специальным отверстием, куда помещается втулка. После того, как в резцедержатель крепят рабочий инструмент, конструкция фиксируется винтом.
• Люнет неподвижный 16К20. Приспособление для повышения точности обработки изделий (в частности, валов) на станке.

Виды токарных станков [ править | править код ]

Доступны различные формы токарных станков в разных форматах и спецификациях. Есть деревообрабатывающие токарные станки, металлообрабатывающие станки и машины, используемые для декоративного точения, обработка стекла и алмазная обработка. Существуют легкие токарные станки, которые полезны для мягких работ, например, в мини-инструментальных комнатах или для практических применений или демонстраций. Существуют мощные токарные станки, используемые для массового производства на электростанциях, сталелитейных и бумажных фабриках, судостроительной и автомобильной промышленности, горнодобывающей промышленности, текстильной промышленности.