Wawrzyn Nowak

WT II

Grupa B1

Tokarki

1. Wiadomości ogólne

Obrabiarka - maszyna robocza przeznaczona do kształtowania przedmiotów za pomocą narzędzi skrawających o wymuszonym ruchu względem przedmiotu obrabianego. Podstawowe podzespoły obrabiarki:

- zespół napędowy jedno - lub wielosilnikowy, przenosi napęd na mechanizmy obrabiarki,

- zespoły robocze wykonują wymagane w procesie obróbki ruchy podstawowe, należą do nich np.: a) wrzeciona, b) suporty, c) stoły, d) suwaki itp.

- zespoły mechanizmów przekładniowych pośredniczą w przenoszeniu ruchu ze źródła napędu na zespoły robocze, tworzą one tzw. układ kinematyczny,

- zespoły wiążące służą do połączenia wszystkich podzespołów w jedną całość konstrukcyjną, a ponadto przenoszą obciążenia od ciężarów własnych i sił skrawania np.: łoża, stojaki, podstawy, płyty, belki itp.

- zespoły uchwytowe - służą do ustalania i mocowania przedmiotu obrabianego oraz narzędzi skrawających, należą do nich imaki, oprawki, uchwyt trójszczękowy, konik okarski,

- zespoły sterowania,

- urządzenia nastawne i miernicze służą do pomiaru położenia narzędzia względem przedmiotu obrabianego oraz zdejmowania wymiaru wykonanego elementu np. pokrętła z tarczami skalowymi,

- zespoły układu smarującego,

- układ chłodzenia służący do odprowadzenia ciepła z obszaru obróbki.

Tokarki stanowią podstawową grupę obrabiarek przeznaczonych do obróbki zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni obrotowych. Kształtowanie tych powierzchni jest dokonywane przy zastosowaniu obrotowego ruchu głównego przedmiotu obrabianego oraz prostoliniowego ruchu posuwowego narzędzia.

Tokarki to najliczniejsza, bardzo zróżnicowana konstrukcyjnie, grupa obrabiarek. W ramach tej grupy rozróżnia się następujące ważniejsze podgrupy i odmiany:

- tokarki kłowe - uniwersalne, produkcyjne, precyzyjne, wielonożowe, ciężkie oraz kopiarki,

- tokarki uchwytowe,

- tokarki tarczowe i karuzelowe,

- tokarki rewolwerowe,

- automaty tokarskie -jednowrzecionowe oraz wielowrzecionowe,

- tokarki specjalizowane - do gwintów i zataczarki,

- tokarki specjalne (branżowe).

Wielkości charakterystyczne tokarek kłowych oraz większości pozostałych to:

- największa średnica toczenia nad łożem D i nad suportem d lub największa średnica obrabianego przedmiotu lub pręta,

- rozstaw kłów L lub największa długość toczenia L1.

2. Omówienie budowy i zasady pracy na przykładzie tokarek kłowych.

Tokarki kłowe to najbardziej liczna szeroko stosowana podgrupa tokarek. Głównymi odmianami tokarek kłowych średniej wielkości są:

- tokarki kłowe uniwersalne,

- tokarki kłowe produkcyjne. Poza tymi odmianami tokarki kłowe są budowane jako:

- stołowe - do obróbki małych przedmiotów,

- precyzyjne - do obróbki przedmiotów o wysokiej dokładności i bardzo małej chropowatości powierzchni.

- wielonożowe - do obróbki jednoczesnej za pomocą kilku narzędzi,

- ciężkie - do obróbki przedmiotów o dużych wymiarach,

- kopiarki - do obróbki kopiowej z zastosowaniem wzorników. Typowe zabiegi obróbkowe wykonywane na tokarkach kłowych to:

- obróbka powierzchni walcowych zewnętrznych z zastosowaniem wzdłużnego ruchu narzędzia,

- obróbka powierzchni czołowych (płaskich) z zastosowaniem poprzecznego ruchu narzędzia,

- obróbka powierzchni zewnętrznych o złożonych kształtach z zastosowaniem narzędzi kształtowych,

- obróbka powierzchni stożkowych z zastosowaniem skręconych sanek narzędziowych, poprzecznego przesuwu kła konika lub urządzeń kopiujących,

- obróbka gwintów (na tokarkach uniwersalnych wyposażonych w śrubę pociągową, przekładnię gitarową i skrzynkę gwintową) z zastosowaniem sprzężenia ruchu obrotowego w ruchu prostoliniowego P,

- obróbka powierzchni walcowych wewnętrznych z zastosowaniem wierteł, rozwiertaków lub noży do wytaczania otworów.

Najważniejszy element przyłączeniowy tokarki to końcówka wrzeciona, której wewnętrzna powierzchnia stożkowa służy do osadzania kła, a powierzchnie zewnętrzne umożliwiają mocowanie tarcz zabierakowych lub uchwytów. Istnieją dwa podstawowe sposoby mocowania przedmiotów na tokarkach:

- w kłach wrzeciona i konika, z zastosowaniem urządzeń zabierakowych,

- w uchwytach samocentrujących lub w uchwytach z niezależnie nastawianymi szczękami.

W przypadku mocowania w kłach przedmiot jest ustalany w wykonanych na jego czołowych powierzchniach nakiełkach zwykłych (A) lub chronionych (B). W celu przeniesienia momentu obrotowego na końcówce wrzeciona mocuje się tarczę zabierakową, a na przedmiocie zabierak, tzw. sercówkę. Do szybkiego mocowania są stosowane tarcze z zabierakami samokleszczącymi się albo specjalne kły zabierakowe.

W przypadku mocowania przedmiotów w uchwytach zarówno ustalanie położenia przedmiotu, jak jego zaciskanie jest dokonywane za pomocą szczęk,

przystosowanych do chwytania przedmiotów za powierzchnie zewnętrzne albo wewnętrzne.

Najczęściej stosowane są uchwyty trój szczękowe samocentrujące typu Cushmana lub Forkardta, których szczęki są zsuwane lub rozsuwane symetrycznie w stosunku do osi wrzeciona.

Uchwyty są mocowane na końcówce wrzeciona za pomocą tarcz pośredniczących (przystosowanych do rodzaju końcówki) lub bezpośrednio na samej końcówce.

W przypadkach obróbki na tokarkach przedmiotów niesymetrycznych stosuje się uchwyty czteroszczękowe, których szczęki są nastawiane niezależnie.

Budowę tokarki kłowej uniwersalnej z oznaczeniem zespołów i głównych elementów konstrukcyjnych przedstawiono na poniższym rysunku.

Typowe rozwiązanie napędu w tokarkach kłowych uniwersalnych i produkcyjnych przedstawiono w uproszczeniu na rys ponieżej.

W tokarkach produkcyjnych napęd ruchu głównego jest często rozdzielony, tzn. skrzynka prędkości z silnikiem (reduktor) znajdują się w nodze obrabiarki, a przy wrzecionie jest tylko odboczka. Natomiast w napędzie ruchu posuwowego jest tylko prosta skrzynka posuwów przełożeniem If. Schemat kinematyczny tokarki uniwersalnej przedstawiono na rys.

Jest to obrabiarka przeznaczona do obrobi przedmiotów o największej średnicy d = 400 mm, gdy są one mocowane w uchwycie, oraz o średnicy d = 240 mm, gdy są one mocowane w kłach.

Umieszczony w nodze obrabiarki silnik napędza wrzeciono poprzez przekładnię z pasami klinowymi oraz skrzynkę prędkości zawierającą dwie trójki przesuwne oraz dwójkę sprzęgłową. Wrzeciono obrabiarki ma 14 prędkości obrotowych w zakresie od 16 do 1400 obr/min.

Skrzynka gwintowa, która służy jednocześnie jako skrzynka posuwów, umożliwia wykonanie czterech podstawowych rodzajów gwintów, tzn. gwintów metrycznych i calowych oraz modułowych i DP (Diametral Pitch).

W przypadku obróbki gwintów o skokach nastawianych za pomocą skrzynki gwintowej w przekładni gitarowej zakłada się koła o stałym przełożeniu - odrębnym dla gwintów metrycznych i calowych oraz odrębnym dla gwintów modułowych i DP.

Najważniejsze zespoły konstrukcyjne to wrzecienniki i suporty. Przykład rozwiązania konstrukcyjnego wrzeciennika tokarki z napędem rozdzielonym przedstawiono na rys. W podanym rozwiązaniu napęd od umieszczonego w dole obrabiarki silnika i reduktora jest przenoszony na koło pasowe, które może być połączone z wrzecionem bezpośrednio albo przez przekładnię odboczkową. Na rysunku widoczne jest przeniesienie napędu od wrzeciona poprzez nawrotnicę na wałek wejściowy przekładni gitarowej.

W suporcie tokarki uniwersalnej rozróżnia się suport dolny, na który składają się sanie wzdłużne (przemieszczające się po prowadnicach łoża) i sanie poprzeczne z obrotnicą, oraz suport górny, składający się z nastawianych kątowo (za pomocą obrotnicy) sanek narzędziowych oraz osadzonego na nich imaka narzędziowego. Natomiast skrzynka suportowa umieszczona od strony obsługującego zawiera mechanizmy przekazujące napęd ze śruby i wałka pociągowego oraz niezbędne elementy sterowania tymi mechanizmami.

Tokarka uniwersalna TUG 40: u) schemat kinematyczny, b) schemat objaśniający przeniesienie ruchu w przypadku obróbki gwintów metrycznych M i calowych C, c) wykres przełożeń napędu ruchu głównego (wrzeciona)

6

---