Вращающийся центр для токарного станка своими руками

redactor

3 года назад

Вращающийся центр для токарного станка своими руками

Вращающийся центр

Токарные упорные и вращающиеся центры: зачем нужны, виды, как выбрать

Для того, чтобы закрепить заготовку на токарном станке в определённом положении, необходимо особое приспособление – вращающийся или упорный токарный центр. Оснастка позволяет обрабатывать детали на максимальных скоростях при минимальных вибрациях.

Токарный центр – это небольшая металлическая деталь, которая состоит из двух частей: хвостовика в виде вала или конуса Морзе, который закрепляется в пиноли задней бабки, и конусовидного упора, фиксирующего заготовку. Отметим, что обрабатываемая деталь фиксируется только после её зацентровки, то есть вытачивания с торцов болванки центровых отверстий. Таким образом заготовка фиксируется передней и задней бабкой станка – по двум противоположным сторонам, что позволяет очень прочно закрепить деталь и эффективно с ней работать.

Таким образом токарный центр применяется для центрирования и фиксации обрабатываемой детали в нужном положении во время точения.

Существует два вида токарных центров: вращающиеся и неподвижные, или упорные.

Невращающийся (упорный) центр

выполняет одну функцию: удерживает заготовку. При этом, как следует из названия, он остаётся неподвижным даже при вращении болванки. Оснастка имеет единую цельнометаллическую конструкцию. Фиксация очень точная, однако основным минусом упорного центра является ограниченное число режимов резания при его применении.

Кроме того, на токарном станке поджим упорным центром должен быть дозированным по усилию, чтобы вместе с отсутствием радиального люфта, деталь могла легко поворачиваться.

Вращающийся центр

применяется, если при обработке появляется излишнее давление и увеличивается трение, ведущее к перегреву и деформации детали. В такой ситуации использование упорного центра становится невозможным. Напротив, вращающийся центр крутится вместе с обрабатываемой заготовкой за счёт подшипника. Это помогает избежать перегрева в зоне контакта крутящейся детали и оснастки, что позволяет работать на повышенных скоростях, превышающих 70 м/мин.

Какой токарный центр выбрать?

Основным отличием вращающегося центра от упорного — это наличие подшипника, который позволяет наконечнику и обрабатываемой заготовке вращаться одновременно.

Однозначным достоинством вращающегося центра является его высокая износостойкость и возможность вести высокоскоростную обработку. Они бывают двух видов — Вращающиеся центры А-типа и Вращающиеся центры Б-типа:

А-тип (с постоянным центровым валиком) — наконечник расположен и вращается внутри хвостовика хвостовика. Основное преимущество — большая точность (незначительное биение).
Б-тип (с насадкой на центровой валик) — наконечник располагается на центровом валике и вращается вокруг него. Он герметичен и защищен от попадания СОЖ в подшипник.

Напротив, упорные центра характеризуются большей точностью (меньшим биением) и невысокой ценой из-за более простой конструкции. Они бывают с обычным и срезанным наконечником. Срезанный наконечник используется, когда необходимо обработать торец обрабатываемой детали.

И вращающиеся центры и упорные центры бывают разных исполнений, которые улучшают их характеристики и позволяют использовать максимально эффективно:

Удлинённые центры
— используются, когда необходимо обработать небольшую заготовку на крупногабаритных станках.
Центры с твердосплавным наконечником
— твердосплавный наконечник очень износостоек – такой центр прослужит дольше.
Центры с отжимной гайкой
— без нее не обойтись в станках, где отсутствует механизм автоматического или полуавтоматического извлечения. Эта гайка помогает извлечь центр из задней бабки.
Износостойкие центры
— используются очень дорогие высокопроизводительные подшипники, они служат долго даже при очень интенсивном и тяжелом использовании.

Чтобы вам было удобно подобрать вращающийся или упорный центр, мы подготовили сводную таблицу со всеми характеристиками и свойствами (смотрите в самом низу страницы).

Вращающийся центр для токарного станка своими руками

Многие домашние мастера задумываются о том, как самостоятельно изготовить токарный станок по металлу.

Такое желание объясняется тем, что при помощи подобного устройства, стоить которое будет совсем недорого, можно эффективно выполнять большой перечень токарных операций, придавая заготовкам из металла требуемые размеры и форму.

Казалось бы, намного легче приобрести простейший настольный станок и использовать его в своей мастерской, но учитывая немалую стоимость такого оборудования, есть смысл потратить время на то, чтобы сделать его своими руками.

Самодельный токарный станок — это вполне реально

Использование токарного станка

Токарный станок, который одним из первых появился в линейке оборудования для обработки деталей из разных материалов, в том числе из металла, позволяет изготавливать изделия различных форм и размеров.

С помощью такого агрегата можно выполнять обточку наружных и внутренних поверхностей заготовки, высверливать отверстия и растачивать их до требуемого размера, нарезать наружную или внутреннюю резьбу, выполнять накатку с целью придания поверхности изделия желаемого рельефа.

Серийный токарный станок по металлу — это габаритное устройство, управлять которым не так просто, а его стоимость очень сложно назвать доступной.

Использовать такой агрегат в качестве настольного оборудования нелегко, поэтому есть смысл сделать токарный станок для своей домашней мастерской самостоятельно.

Используя такой мини-станок, можно оперативно производить обточку заготовок, выполненных не только из металла, но также из пластика и древесины.

На таком оборудовании обрабатываются детали, имеющие круглое сечение: оси, рукоятки инструментов, колеса, конструктивные элементы мебели и изделия любого другого назначения.

В подобных устройствах заготовка располагается в горизонтальной плоскости, при этом ей придается вращение, а излишки материала снимает резец, надежно зафиксированный в суппорте станка.

Проточка тормозного диска на самодельном токарном станке

Несмотря на простоту своей конструкции, такой агрегат требует четкой согласованности движений всех рабочих органов, чтобы обработка выполнялась с предельной точностью и наилучшим качеством исполнения.

Пример самодельного токарного станка с чертежами

Рассмотрим подробнее один из рабочих вариантов собранного собственными силами токарного станка, довольно высокое качество которого по праву заслуживает самого пристального внимания. Автор данной самоделки даже не поскупился на чертежи, по которым данное устройство и было успешно изготовлено.

Конечно, далеко не всем требуется настолько основательный подход к делу, зачастую для домашних нужд строятся более простые конструкции, но в качестве донора для хороших идей данный станок подходит как нельзя лучше.

Токарный станок, сделанный своими руками

Внешний вид станка Основные узлы Суппорт, резцедержатель и патрон Вид сбоку Задняя бабка Вид снизу на заднюю бабку Направляющие валы Конструкция суппорта Привод от двигателя

Чертеж №1 Чертеж №2 Чертеж №3

Конструкционные узлы

Любой, в том числе и самодельный, токарный станок состоит из следующих конструктивных элементов: несущей рамы — станины, двух центров — ведущего и ведомого, двух бабок — передней и задней, шпинделя, суппорта, приводного агрегата — электрического двигателя.

Конструкция малогабаритного токарного станка про металлу

На станине размещают все элементы устройства, она является основным несущим элементом токарного станка.

Передняя бабка — это неподвижный элемент конструкции, на котором располагается вращающийся шпиндель агрегата.

В передней части рамы находится передаточный механизм станка, с помощью которого его вращающиеся элементы связаны с электродвигателем.

Именно благодаря такому передаточному механизму вращение получает обрабатываемая заготовка.

Задняя бабка, в отличие от передней, может перемещаться параллельно направлению обработки, с ее помощью фиксируют свободный конец обрабатываемой заготовки.

Простая схема узлов самодельного станка по дереву подскажет простой вариант изготовления станины, передней и задней бабок

Самодельный токарный станок по металлу можно оснастить любым электродвигателем даже не слишком высокой мощности, но такой двигатель может перегреться при обработке крупногабаритных заготовок, что приведет к его остановке и, возможно, выходу из строя.

Обычно на самодельный токарный станок устанавливают электродвигатели, мощность которых находится в пределах 800–1500 Вт. Даже если такой электродвигатель отличается небольшим количеством оборотов, проблему решают при помощи выбора соответствующего передаточного механизма.

Для передачи крутящего момента от таких электродвигателей обычно используют ременные передачи, очень редко применяются фрикционные или цепные механизмы.

Токарные мини-станки, которыми оснащаются домашние мастерские, могут даже не иметь в своей конструкции такого передаточного механизма: вращающийся патрон агрегата фиксируется непосредственно на валу электродвигателя.

Станок с прямым приводом

Кроме того, необходимо обеспечить надежную фиксацию детали, что особенно важно для моделей лобового типа: с одним ведущим центром.

Решается вопрос такой фиксации при помощи кулачкового патрона или планшайбы.

По сути, токарный станок своими руками можно сделать и с деревянной рамой, но, как правило, для этих целей применяют профили из металла.

Высокая жесткость рамы токарного станка обязательна для того, чтобы на точность расположения ведущего и ведомого центра не оказывали влияние механические нагрузки, а его задняя бабка и суппорт с инструментом беспрепятственно перемещались вдоль оси агрегата.

Использование швеллеров при изготовлении рамы и передней бабки станка

Собирая токарный станок по металлу, важно обеспечить надежную фиксацию всех его элементов, обязательно учитывая нагрузки, которым они будут подвергаться в ходе работы.

На то, какие габариты окажутся у вашего мини-станка, и из каких конструктивных элементов он будет состоять, станет оказывать влияние и назначение оборудования, а также размеры и форма заготовок, которые на нем планируется обрабатывать. От этих параметров, а также от величины планируемой нагрузки на агрегат будет зависеть и мощность электродвигателя, который вам необходимо будет использовать в качестве привода.

Вариант исполнения станины, передней бабки и привода

Для оснащения токарных станков по металлу не рекомендуется выбирать коллекторные электродвигатели, отличающиеся одной характерной особенностью.

Количество оборотов вала таких электродвигателей, а также центробежная сила, которую развивает обрабатываемая заготовка, резко возрастают при уменьшении нагрузки, что может привести к тому, что деталь просто вылетит из патрона и может серьезно травмировать оператора.

Такие электродвигатели допускается использовать в том случае, если на своем мини-станке вы планируете обрабатывать некрупные и нетяжелые детали.

Но даже в таком случае токарный станок необходимо оснастить редуктором, который будет препятствовать бесконтрольному увеличению центробежной силы.

Асинхронный трехфазный электродвигатель, подключаемый к сети 220 Вольт через конденсатор

Уже доказано практикой и конструкторскими расчетами, что для токарных агрегатов, на которых будут обрабатываться заготовки из металла длиной до 70 см и диаметром до 10 см, лучше всего использовать асинхронные электродвигатели мощностью от 800 Вт. Двигатели такого типа характеризуются стабильностью частоты вращения при наличии нагрузки, а при ее снижении в них не происходит ее бесконтрольного увеличения.

Если вы собираетесь самостоятельно сделать мини-станок для выполнения токарных работ по металлу, то обязательно следует учитывать тот факт, что на его патрон будут воздействовать не только поперечные, но и продольные нагрузки. Такие нагрузки, если не предусмотреть ременную передачу, могут стать причиной разрушения подшипников электродвигателя, которые на них не рассчитаны.

ГОСТ 8742-75. Центры станочные вращающиеся. Типы и основные размеры

Типы станочных изделий

Российскими заводами изготавливают модели по стандартам ГОСТ 8742-75. Согласно им, изделия могут иметь только 2 типа конструкции:

Тип А — с центровыми постоянными валиками.
Тип Б — с дополнительными насадками на центровые валики.

Применение передовых быстросъемных насадок второго формата, дает возможность применять один и тот же центр на токарном станке, даже при обработке деталей, немного отличающихся по продольным габаритам. Обе насадки производят в 2-х модификациях. Так, стандартом регламентированы всего 4 базовые комбинации данных параметров. Помимо этого, модели различаются и по жесткости собственной конструкции (повышенная или стандартная), а также по точности изготовления.

Размеры и форма зажимной части всегда оптимизируются для облегчения подхода инструмента для резки металла к обрабатываемой детали. Этот момент важен в ходе обработки различных фасонных изделий более сложной конфигурации. Техническими условиями и стандартами детально регламентируются как габариты, так и конструкция всех токарных центров. Заданные модификации данных приспособлений подбирают, исходя из особенностей и потребностей конкретного производства.

Задний вращающийся центр — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Задний вращающийся центр

Задние вращающиеся центры бывают вставные ( ГОСТ 8742 — 58) и встраиваемые в пиноль задней бабки; последние обладают большей жесткостью. [1]

Применение заднего вращающегося центра позволяет сократить установочное время в несколько раз. [2]

Если одновременно бьют передний и задний вращающийся центра, то обточенные за две установки участки вала будут в общем случае несоосны. При равных эксцентрицитетах эти участки могут получиться соосными в том частном случае, когда по углу поворота смещения центров совпадают. [3]

Для поддержки детали задним вращающимся центром применяется специальный разжимной грибок. [4]

Центр-поводок применяется совместно с задним вращающимся центром. [5]

Установка валов враспор требует применения заднего вращающегося центра, обладающего достаточной жесткостью. [6]

На рис. VI.34 показан разрез заднего вращающегося центра с индикатором для регистрации осевого усилия. При перемещении центрового валика / кольцо 2 воздействует на наконечник и стрелку индикатора 3, который показывает деформацию тарельчатых пружин 4 и величину осевого давления. Перед эксплуатацией центр ( индикатор) тарируют. [8]

На рис. VI.40 изображена конструкция заднего вращающегося центра для крупных токарных станков, позволяющая центрировать и зажимать трубы с внутренними диаметрами от 250 до 500 мм. [10]

Аналогичная картина создается при крепле нии вала в патроне и на заднем вращающемся центре ( фиг. [11]

Устанавливая деталь в патроне, ее поджимают торцом к оправке или переднему центру с помощью заднего вращающегося центра. [12]

Необходимо отметить, что использование поводковых центров, какой бы ни была их конструкция, приводит к ускоренному износу подшипников шпинделя станка, не говоря уже о более слабых подшипниках заднего вращающегося центра. Поэтому на ряде заводов по настоянию ремонтных служб использование поводковых центров ограничено применением их на операциях чистовой обработки. [14]

Сгорание центра задней бабки может быть вызвано следующими причинами: слишком туго закреплена деталь между центрами, плохая смазка центрового отверстия, неправильная зацентровка заготовки, высокая скорость резания при отсутствии на станке заднего вращающегося центра. [15]

Задний центр — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Задний центр

Задние центры часто делаются вращающимися на шариковых или роликовых подшипниках в виде встроенных или вставных ( сменных) узлов. Осевая нагрузка на центр определяется, исходя из условий обработки, веса изделия и усилия подачи. При обработке длинных изделий требуется сохранение осевого усилия независимо от разработки центровых отверстий и теплового удлинения изделия при обработке. [1]

Задний центр пиноли, перемещаемой от пневматического привода 12, задвинет заготовку в поводковый патрон 10, внутри которого расположен передний центр, после чего автооператор поднимается кверху. При вращении шпинделя с патроном 10 закрепленная в центрах заготовка подвергается обработке. [3]

Задний центр 4 отводится в сторону, готовая деталь снимается с оправки съемником и передается на разгрузочный лоток. [5]

Задний центр должен выступать из пиноли на величину, соответствующую полуторной высоте круга. Поводковый патрон для вращения детали отлаживается при неподвижном переднем центре. При шлифовании цилиндрических деталей поворотный стол устанавливают в нулевое положение. [6]

Задний центр 5 закрепляет деталь, подводится шлифовальная бабка и цикл повторяется. [8]

Задний центр при работе на повышенных оборотах детали должен быть наплавлен твердым сплавом или должен быть вращающимся. [9]

Задний центр — грибковый вращающийся, передний — рифленый. Применение рифленого центра ( трехгранного или многозубого) позволяет полностью обработать гладкий вал или цилиндр по наружной поверхности и подрезать оба торца у заготовки, так как обработку ведут без поводка. [10]

Задний центр при работе на повышенных оборотах детали должен быть твердосплавным или вращающимся. [12]

Задний центр должен прилегать к центровому очъерстию по всей его конической поверхности. [13]

Задние центры, установленные в пиноли задней бабки, неподвижны в процессе обработки и работают как подшипники скольжения с большими давлениями, подвергаясь сильному нагреву и износу. Одновременно изнашиваются и соответствующие центровые отверстия в детали, что вызывает определенные погрешности обработки. К упорным центрам предъявляются высокие требования по твердости и износостойкости и поэтому они изготавливаются из стали марок У10 или 40Х с последующей термообработкой. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Шаровый вращающийся центр, содержащий полый хвостовик, наружная поверхность которого выполнена в виде конуса Морзе, а во внутренней полости на подшипниках качения с возможностью вращения расположен шпиндель с рабочим конусом, отличающийся тем, что на торце шпинделя, выполненного в виде фланца, в глухом отверстии последнего с помощью цангового эксцентричного диска установлен рабочий конус, имеющий эксцентрично смещенную ступень, которой он закреплен во фланце с помощью винтов, радиально расположенных и закрученных в резьбовые отверстия фланца.

Для чего нужны вращающиеся станочные центры

Продукция изначально предназначена для создания прочной, дополнительной опоры в ходе обработки заготовок на токарном оборудовании большего размера. Применяются как на обычных, так и на металлорежущих машинах с более современным программным управлением. Благодаря им появляется возможность грамотной отделки, посредством резания деталей с недостаточной длиной (более чем в 5 раз превышающей поперечные замеры) или жесткостью.

Также, это один из передовых методов технологической и высокоточной оснастки, увеличивающий производительность всего оборудования и расширяющей его технические возможности. Данные приспособления увеличивают скорость нарезания и при этом — существенно уменьшают биения у обрабатываемой детали. По итогу это положительно сказывается на общем качестве продукции.

Вращающийся центр для токарного станка

В настоящее время, ни какое производство не может обойтись без токарных станков. И это вполне понятно, так как именно этот станок выполнить способен огромное количество работ связанных с обработкой разнообразных заготовок и деталей. И вообще станок токарный является инструментом, применяющимся в самых разнообразных сферах деятельности.

Для того чтобы такой станок служил по возможности дольше, нужно проверять своевременно состояние его и проводить замену определенных деталей, которые выходить могут из строя и тем самым испортят работу всего станка в целом, а также некоторых отдельных его деталей. Наиболее важной частью токарного станка является вращающийся центр. Вращающийся центр для токарного станка требуется для повышения производительности, так как именно она осуществлять помогает замену насадки, за счет чего процесс обработки делается значительно:

быстрее;
точнее;
эффективнее.

Достоинства центра вращающегося для токарного станка

Известно, что имеется два типа центров для токарного станка:

Вращающийся.
Упорный.

Первый тип вращающегося центра обеспечивает наиболее точный монтаж, но при этом недостатком его является наличие у него ограниченного количества режимов. При этом второй тип, то есть центр вращающийся, помогает очень быстро производить замену насадок в зависимости от того, какой диаметр имеет обрабатываемая деталь. Это позволяет работу сделать более эффективной и быстрой. Количество имеющихся режимов так же превышает значительно вариант с центром упорным. Помимо всего прочего, центр вращающийся вполне может выдерживать нагрузки резания более значительные, нежели упорный вращающийся центр. В том случае, когда длина детали очень большая, то использовать лучше всего люнеты.

Центр вращающийся, обычно, используется в тех случаях, когда во время работы появляется довольно высокое давление и повышается трение. В этом случае применение центра упорного просто не представляется возможным. Монтируется центр вращающийся для токарного станка на бабке задней. Во время работы вращается он одновременно с деталью.

Виды центров вращающихся

В настоящее время имеется огромное количество самых разнообразных марок центров вращающихся. Как правило, производят их сами изготовители станков токарных. Все из вариантов обладают собственными недостатками и преимуществами. Например, центр вращающийся вполне работать может в очень жестких условиях и применяется для обрабатывания длинных деталей. А другой центр вращающийся может иметь комплект из 7 насадок и тем самым обеспечивает максимально правильное вращение. Цена этих деталей, всегда, не очень большая.

Центр вращающийся

Содержание: Скрыть Открыть

Конструкция вращающихся центров
Применение и особенности
Виды вращающихся центров
Особенности эксплуатации
ГОСТы

Токарный центр вращающийся применяется для фиксации заготовок имеющих тела вращения на задней бабке металлообрабатывающего станка. Конструкция данного типа оснастки позволяет производить обработку на высоких скоростях при минимальном биении. Вращающиеся центры могут быть использованы на токарных и шлифовальных станках с ручным, полуавтоматическим и числовым программным управлением.

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.

В передней части пиноли (1) имеется специально расточенное отверстие. В нем установлены подшипники для втулки (4) – упорный (3) расположенный в передней части для восприятия осевой нагрузки и радиальный (2). Во втулке выточено коническое отверстие под центр (5). Данную конструкцию можно использовать для крепления сверла или любого другого осевого инструмента, для чего втулка соединяется стопором с пинолью.

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.

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

Задняя бабка токарного станка по дереву

В этом случае используются специальные станочные центры, позволяющие производить обработку металла с высокой точностью. Стоит учитывать, что в центр заготовка помещается лишь после ее зацентровки.

Виды и назначения станочных центров

Согласно нормативной документации выделяется два основных вида центров:

Упорный (ГОСТ 13214-79) – у этого центра наконечник и хвостовик имеют практически равный диаметр. Наконечник изготавливается из твердого сплава или закаленной стали.
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.

Назначение узла

Задняя бабка токарного станка по металлу является надёжной опорой для закрепления заготовки. Кроме этого она поддерживает второй край заготовки и обеспечивает её стабильное вращение. Во время сверления она захватом соединяется с суппортом. Сверло необходимого диаметра вставляется в патрон пиноля. Кроме свёрл предусмотрено крепление: плашек, метчиков, развёрток, зенкеров и других режущих инструментов. Такой широкий ассортимент применяемых инструментов позволяет проводить широкий спектр обрабатывающих операций.

Станочные вращающиеся центры

Вращающийся центр согласно ГОСТ 8742-75 используется для обработки деталей типа тел вращения на металлорежущем оборудовании с ЧПУ или ручным управлением. Данный тип оснастки позволяет зажимать обрабатываемую деталь с максимальным диаметром для резания на высокой скорости с минимальным биением.

Существует два варианта вращающихся центров:

исполнение 1 – центровой валик обладает конусом 60;
исполнение 2 – центровой валик отличается конусом 60, который к тому же проточен под конус 30.

В зависимости от режима резания металла угол конуса может быть 60 или 90 градусов.

Центры станочные и токарные патроны: виды, типы, описание

Главная Статьи Центры станочные и токарные патроны: виды, типы, описание

Токарный патрон и вращающиеся центры – это наиболее важные элементы оснастки токарного станка, специальное зажимное приспособление для точного крепления на станке заготовки, детали или режущего инструмента. Благодаря использованию токарного патрона, многообразию размеров и конструкций существенно увеличивается функциональность токарного станка, появляется возможность обработки сложнопрофильных деталей.

Токарный патрон – основная технологическая оснастка токарного станка, устройство, необходимое для крепления заготовки или инструмента для проведения металлорежущих операций. Токарный патрон, предназначенный для крепления заготовок, размещается на передней бабке станка. На задней могут быть установлены сверлильные патроны для фиксации различного рабочего инструмента – сверл, зенкеров, разверток и т. д. Патроны могут цилиндрическую или коническую посадку. В первом случае требуется дополнительный фланец для фиксации на шпинделе, патроны с конической посадкой фиксируются без дополнительных приспособлений. Наилучшим вариантом будет выбор оснастки предназначенной для конкретной модели токарного станка, таким образом Вы гарантируете точное совпадение размера и конфигурации. От количества кулачков в токарном патроне зависит точность и конфигурация обрабатываемых деталей. Двух достаточно для удержания фасонных отливок, трех – для шестигранных и круглых деталей, 4-кулачкового – для деталей прямоугольного и квадратного профиля, а также заготовок несимметричной формы.

Конструкция и назначение токарных патронов

Существует несколько типов конструкции токарного патрона, классифицируемой по способу зажима детали и назначению:

Кулачковые патроны – наиболее широко используемые и подходящие для большинства операций. Состоят из нескольких подвижных сегментов для фиксации деталей. Имеют массу разновидностей.

Существуют следующие виды токарных патронов: Двухкулачковые – применяются преимущественно для крепления фасонных отливок. Трехкулачковые – более всего подходят для заготовок круглой и шестигранной форм. Четырехкулачковые – для ассиметричных заготовок и деталей прямоугольной формы. Подразделяются на самоцентрирующиеся и с независимыми кулачками. В зависимости от типа зажима патрон может иметь ручной или механизированный зажим. В первом случае необходимо вручную осуществлять затяжку крепления детали, при механизированном зажиме – патрон сам осуществляет фиксацию. Рассмотрим основные конструктивные типы токарных патронов, используемые в современном металлообрабатывающем производстве.

Цанговые патроны – состоят из втягиваемой, выдвижной или неподвижной цанги, посредством которой и осуществляется фиксация детали. Подразделяются на зажимные и подающие. Зажимные используются для поворотного зажима деталей с заранее предварительно обработанной поверхностью, подающие цанги используются для крепления холоднотянутых заготовок.

Центры станочные вращающиеся

предназначаются для создания дополнительной опоры при обработке на токарных станках заготовок большой длины. Центры станочные вращающиеся применяются на обычных и на станках металлорежущих с программным управлением. Это один из видов высокоточной технологической оснастки, расширяющий технические возможности и увеличивающий производительность токарного оборудования. Такие приспособления позволяют повысить скорость резания и существенно уменьшить при этом биения обрабатываемой детали, что в конечном счёте положительно сказывается на качестве продукции. Вращающиеся центры для токарного станка состоят из вала и конусовидной части. Именно эта часть выполняет функцию центрирования.

Технологическая снастка изготавливается на инструментальном производстве из качественных конструкционных материалов, чаще всего из легированной стали.

Шарикоподшипник, входящий в состав вращающегося центра, увеличивает КПД оборудования и уменьшает нагрев оснастки. Форма и размеры зажимной части оптимизируются с целью облегчения подхода металлорежущего инструмента к обрабатываемой заготовке. Это важно при обработке фасонных изделий сложной конфигурации. Стандартом и техническими условиями детально регламентируются конструкция и размеры вращающихся токарных центров. Требуемые модификации этих приспособлений подбирают, исходя из потребностей и особенностей конкретного производства.

Чтобы купить инструмент в интернет магазине «Мир ISO» https://miriso.ru/ — достаточно выбрать необходимый товар в каталоге и отправить онлайн-заявку или позвонить по телефону +7 (8482) 999-111.

Станочные упорные центры

Для обеспечения наиболее точной установки при обработке заготовки применяют упорные центры, однако они отличаются ограниченностью в режимах резания. При работе с этой оснасткой в центровое отверстие необходимо закладывать смазку.

Обычно упорные центры устанавливают на шлифовальное оборудование, где обеспечивается подпружиненный тип прижима. При использовании центра на оборудовании токарного типа прижим должен дозироваться, чтобы обеспечить легкое проворачивание заготовки вместе с отсутствием радиального люфта.

Упорные центры изготавливаются из закаленной стали высокого качества и шлифуются, что обеспечивает надежность и точность при обработке заготовок. Чтобы увеличить долговечность и износостойкость, рабочий конус оснащают твердым сплавом.

Устройство бабки токарного станка (шпиндельный узел)

Передняя бабка состоит из корпуса (чаще всего чугунного) и шпинделя. В станках с коробкой скоростей добавляются валы, шестерни и устройство переключения диапазонов для обеспечения различных моментов резания для обработки заготовок, система смазки шпиндельной бабки. Усилие вращения на деталь передается через шкив на первом валу. При установке шпинделя «картриджного» типа — вращательное движение патрона передается от двигателя через ремни на шкив, установленный на шпинделе. При установке электрошпинделя — ременная передача и внешний двигатель не применяются.

Корпус шпиндельной бабки может иметь различную форму, отливается, как правило, из чугуна. В современных станках в жестком корпусе передней бабки имеются точные отверстия для установки передних и задних подшипников шпинделя, это достигается расточкой корпуса на расточном станке с борштангой, с последующим контролем на измерительной машине. Предусмотрена возможность регулировки оси шпинделя в плоскости движения оси Х (для станков с горизонтальной станиной это будет горизонтальная плоскость, направление «к оператору или от оператора»). В вертикальной плоскости точность достигается пришабриванием

Передача вращательного движения от двигателя к шпинделю, чаще всего, осуществляется посредством клиновых или поликлиновых ремней и шестерней зубчатой передачи. В станках токарной группы с ЧПУ для обеспечения функций нарезания резьбы и поддержания постоянства скорости резания устанавливается дополнительный датчик — энкодер шпиндель. Энкодер воспринимает вращение шпинделя и преобразует его в электрический импульс, посылаемый в модуль ЧПУ. В свою очередь, контроллер управляет работой серводвигателя привода для плавного(не дискретного) регулирования частоты оборотов шпинделя.

Шпиндельный узел, как правило, имеет систему циркуляционной смазки и может иметь систему охлаждения. В шпинделя «картриджного» типа консистентная смазка закладывается на весь срок службы подшипников.

Кинематическая схема шпиндельной бабки обычно приведена в документации на конкретный станок.

Шпиндель передней бабки

Шпиндель — полый внутри вал, изготовленный из углеродистой стали, в отверстие которого пропускают длинномерные заготовки. Установлен шпиндель в корпус передней бабки посредством переднего и заднего подшипниковых узлов.

Торец шпинделя токарных станков, в зависимости от исполнения, соответствует ГОСТ 12595-2003 или ГОСТ 26651-85. На современных станках ЧПУ, в зависимости от запросов потребителя, геометрия торца шпинделя может быть изменена. На торец устанавливается зажимное устройство: токарный патрон, цанга, планшайба, упорный центр.

Посадочные поверхности торца шпинделя имеют обработку не ниже 6 квалитета, при изготовлении поверхность подвергается закалке и шлифовке. В противном случае радиальное и торцевое биение установленного патрона или другого зажимного устройства, установленного на шпиндель, будут превышать допустимые значения. Это скажется на точности обработки заготовки. После установки шпиндель проверяется на наличие вибраций, и, при необходимости, производится балансировка

В связи с этим, при замене зажимной оснастки посадочные поверхности шпинделя необходимо оберегать от различного рода повреждений, не допускать наличия стружки и грязи, а также проверять биение вновь установленных патрона или цанги.

пример — шпиндель «картриджного» типа

пример — шпиндель с валами и шестернями коробки скоростей

Проверка точности

Геометрическую точность на токарных станках с ЧПУ проверяют по контрольным скалкам и оправкам. Проверка методом проточки не входит в проверки по ГОСТ(в токарный патрон зажимается заготовка диаметром не менее 80 мм длиной до трех диаметров и обтачивается цилиндрическая поверхность перемещением по оси Z без поджима задней бабкой), является неточной и не отражает реальное положение оси шпиндельной бабки. на результаты проточки влияет очень много факторов и погрешность измерения будет превышать величину допуска (режимы резания, высота режущей кромки и вылет оправки, состояние подшипников шпинделя и остальной кинематики . Допустимые отклонения указаны в приложении к свидетельству о приемке станка.

При неудовлетворительных результатах проверки точности выявляют и устраняют причину и проводят повторную проверку.

Вращающийся центр для токарного станка своими руками

Назначение.

Вращающиеся центры применяют для базирования заготовок на токарных станках различных типов, в т.ч. с ЧПУ, для обработки с большими скоростями резания и нагрузками.
Изготавливаются двух типов:

тип А — с постоянным центровым валиком;
тип Б — с насадкой на центровой валик.

Изготавливаются двух исполнений:

исп. 1 — центровой валик с конусом 60°;
исп. 2 — центровой валик с конусом 60°, дополнительно проточенным под конус 30°.

Центры вращающиеся изготавливаются по ГОСТ 8742-75.

Пример обозначения центра типа А, исполнения 1 с конусом Морзе 4, нормальной серии повышенной точности:

Центр А-1-4-НП ГОСТ 8742-75

Сфера применения и особенности

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.

Технические характеристики.

Радиальное биение конуса центрового валика центра не более:

для нормальной серии — 0,012 мм;
для нормальной серии повышенной точности — 0,006 мм;
для усиленной серии — 0,016 мм.

Твердость центрового валика (насадки) — не менее HRC 58. Твердость конуса Морзе хвостовика — не менее HRC 45.

Нормальная серия

Обозначение	Конус Морзе	D	d	d1 — D1	L	l	Максимальная радиальная нагрузка, кгс
7032-4158-00	2	51	22	—	151	30	40
-01	3	63	25	—	177	33	65
-02	4	71	28	—	203	35	100
-03	5	80	32	—	250	45	220

Усиленная серия

Обозначение	Конус Морзе	D	d	d1 — D1	L	l	Максимальная радиальная нагрузка, кгс
7032-4161-00	4	75	36	—	233	45	307
-01	5	90	40	280	55	428
-02	6	125	56	357	70	740

Данные по радиальной нагрузке даны для 1000 об/мин и срока службы 4000 часов.

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.

Порядок работы и техническое обслуживание.

4.1. Перед установкой вращающегося центра на токарный станок, его необходимо расконсервировать и проверить подвижность оси. При необходимости поверхности скольжения вращающегося центра (опоры качения) смазать машинным маслом, заливая масло в технологические отверстия и вращая ось центра.

4.2. После необходимой проверки и подготовки центр установить в пиноль задней бабки токарного станка.

4.3. После окончания работы центр протереть мягкой тканью и смазать противокоррозионной смазкой.

4.4. Условия эксплуатации вращающегося центра – ГОСТ 15150-69 в закрытом помещении при отсутствии паров агрессивных веществ, вызывающих коррозию изделия.

Конструкция вращающихся центров

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.

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:

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

Крепление по двум торцам

Фиксация по двум торцам происходит в нижеприведенных случаях:

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.
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.
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.

Центры для токарных станков

Фиксация заготовок

При рассмотрении задней бабки нужно отметить следующие особенности:

Центры для токарных станков

Фиксация заготовок

При рассмотрении задней бабки нужно отметить следующие особенности:

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

Крепление по двум торцам

Фиксация по двум торцам происходит в нижеприведенных случаях:

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.
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.
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:

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.
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.

При точении во время большой центробежной силе 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.

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.

Скачать ГОСТ 8742-75 «Центры токарные вращающиеся»

Скачать ГОСТ 13214-79 «Центры и полуцентры токарные»