Токарный станок 16К20

Токарные станки — один из самых востребованных классов оборудования в инструментальных цехах предприятий, а также в ремонтных мастерских. Модель 16к20 была очень популярна в Советском Союзе и до сих пор находит положительные отзывы потребителей. Агрегат выпускался в 70х годах прошлого века заводом Красный Пролетарий. Сегодня производство оборудования данной модели прекращено.

Назначение и функциональные возможности

Основная задача, которую решали конструкторы 16к20 — создать токарный станок с достаточно высокой степенью универсальности и возможностью выполнять нестандартный класс операций. Модель ориентирована на штучное или мелкосерийное производство. Обеспечивает получистовую и чистовую обработку деталей.

Назначение станка состоит в выполнении практически всех видов токарных работ, однако описание данного оборудования не будет полным без указания специальных возможностей. Агрегат, после присоединения дополнительных приспособлений, способен выполнять, например, торсировку квадратного профильного проката. Эта операция считается кузнечной, однако мощность и иные возможности 16к20 позволяют ему справляться с такими видами работ.

Список токарных операций, которые может выполнять станок модели 16к20, ясно показывает, что данный агрегат достаточно универсальный.

На нем можно делать:

  • обточку заготовок;
  • расточку;
  • подрезку торцов, обработку края деталей;
  • сверление отверстий разного диаметра;
  • развертывание и зенкерование;
  • нарезку резьбы практически всех видов (метрическая, дюймовая, модульная, питч) при помощи основных узлов оборудования, метчиком или плашкой.

Еще одна привлекательная характеристика станка 16к20 состоит в том, что можно обрабатывать детали и заготовки, как из проката горячекатаного типа, так и из холоднокатаного. Этой особенностью не могут похвастаться его предшественники.

К функциональным особенностям установки относятся:

  • возможность работать с дисковыми заготовками;
  • точение валов, втулок и других цилиндрических заготовок;
  • обработка внутренних и наружных поверхностей деталей;
  • работы по цилиндрическим, торцевым, фасонным, коническим поверхностям;
  • возможность прорезать канавки;
  • накатывание рифление;
  • возможность производить выглаживание и раскатку поверхностей разного типа.

Характерной особенностью отличается конструкция: ее главная привлекательность в большом допустимом максимуме в центрах РМЦ и в параметре диаметра заготовки при размещении над станиной. Это позволяет работать с длинными и габаритными заготовками.

Благодаря удачной конструкции, огромному запасу прочности, характеристикам долговечности и возможности производить широкий ряд операций 16к20 породил целый модельный ряд станков, которые предлагают еще большую функциональность. Среди них есть как модификации 16к25, 16к20м и другие, так и промышленные агрегаты с ЧПУ 16к20Ф3, 16к20Т1 и другие. Для работ повышенной точности разработана отдельная версия станка мод 16к20пф1.

К основным преимуществам 16к20 перед ближайшими конкурентами и особенно предшественникам 16к2 относятся:

  • органы управления и схемы блокировки, гарантирующие высокую безопасность при проведении любых операций;
  • огромный уровень надежности;
  • обработка заготовок и деталей с высокой точностью;
  • простое техническое обслуживание;
  • исключительную нагрузочную устойчивость и долговечность.

Производительность 16к20 удовлетворяет требования большинства типов производств.

Отдельно стоит отметить еще одну особенность оборудования: электрическая схема оснащена блокировками безопасности. Однако предусмотрен особый режим обслуживания и ремонта. В нем электрик может принудительно запустить схемы в работу, обходя основную защиту и проверяя работу оборудования на рабочем ходу. Это резко ускоряет ремонтные работы и гарантирует их результативность.

Технические характеристики

Так как на базе основной технической платформы 16к20 было создано множество модификаций, точные характеристики оборудования могут отличаться от приведенных в списке. Конкретный завод изготовитель может предлагать дополнительное оборудование.

Вес станка 3035 кг, размеры 2812х3200х1324 для длины, ширины, высоты соответственно. Технические параметры:

  • максимальный диаметр детали для обработки при размещении над станиной — 400 мм;
  • ограничение диаметра при обработке над суппортом — 220 мм;
  • расстояние между центрами РМЦ, в зависимости от конструктивного исполнения — 1000/1500;
  • стандарт конуса шпинделя Мозе 6, 6К по ГОСТ 12593-72;
  • максимальная масса закрепляемой детали или заготовки в патроне — 300 кг;
  • ограничение массы детали при обработке в центрах — 1300 кг;
  • коробка передач обеспечивает 12 ступеней переключения скорости обратного вращения шпинделя;
  • диапазон оборотов шпинделя в прямом направлении 12,5-2000, в обратном 19-2420;
  • количество ступеней подачи в продольном, поперечном направлении — 42;
  • продольная подача от 0,7 до 4,16 мм за оборот, поперечная от 0,035-2,08 мм за оборот;
  • количество доступных метрических резьб — 45, дюймовых — 28, модульных — 38, питчевыех — 37, архимедовой спирали — 5.
  • максимум передаваемого момента вращения — 2кНм;
  • максимум смещения пиноли задней бабки — 200 мм;
  • регулировка задней бабки обеспечивает смещение корпуса в поперечном направлении на 15 мм в обе стороны от оси;
  • конус задней бабки — Морзе 5;
  • используя при резцедержке второй резцедержатель на токарном станке можно применять до 4 резцов в одной салазке;
  • перемещение салазок суппорта — до 150 мм;
  • угол поворота салазок до 90 градусов;
  • мощность главного привода, электродвигателя — 10 кВт;
  • мощность отдельного привода быстрого смещения суппорта — 0,75/1 кВт, в зависимости от варианта исполнения;
  • мощность охлаждающего насоса — 0,12 кВт.

Модель станка 16к20 обеспечивает точность обработки, соответствующую классу Н согласно ГОСТ 8-82.

Устройство и особенности конструкции

Основные узлы, конструкционные и функциональные, в станке 16к20:

  • задняя бабка;
  • передняя бабка шпиндельного типа;
  • суппорт, приводимый в движение с помощью винтового механизма;
  • станина;
  • фартук.

Все основные узлы разработаны так, чтобы достигать высокие показатели производительности, безопасности проведения операций, гарантировать долговечность оборудования и значительную точность обработки. При этом разработчиками удалось обеспечить удобство обслуживания, этим же качеством отличается простая наладка и ремонтные работы.

Особенность основания станка заключается в одновременном сочетании монолитной конструкции с размещением технологических элементов и расположением емкости стружкосборника и накопителя охлаждающего состава. В конструкции шпинделя применены подшипники качения, не требующие периодического обслуживания на протяжении всего заявленного срока эксплуатации. Это дало возможность минимизировать наладочные работы. Главная из них — регулировка передней бабки.

Кинематика фартука обеспечивает особую схему выключения подачи суппорта. Это дает возможность минимизировать люфт поперечной подачи, улучшить показатели позиционирования в продольном направлении, что гарантирует общую точность останова и размещения резца. В данном узле также установлены приспособления ограждающего характера, блокировочные системы безопасности.

Конструкция суппорта предлагает широкие возможности при выполнении различных операций. При точении устройство токарно винторезного станка 16к20 обеспечивает быстрое перемещение резца благодаря отдельному двигателю подачи. Кроме этого, гарантировано высокое удобство настройки параметров узла. Для этого суппорт оснащен визирными линейками для контроля позиции салазок, как резцовых, так и поперечных.

В сравнении с конкурентами и станками-предшественниками, узлы токарного агрегата 16к20 отличаются множеством усовершенствований. В частности, изменилось инженерное решение резцедержателя. Это дало возможность фиксировать основной рабочий инструмент с большей жесткостью, использовать его виды из более широкого набора, достичь высокой стабильности положения резца при работе.

Электрическая схема

Отличительной особенностью электросхемы 16к20 является применение проверенных схемных решений и компонентов с высокой надежностью. Как гласит руководство по эксплуатации к оборудованию, использована максимально простая и понятная для обслуживания контакторная аппаратура, реле и принципиальные решения узлов. Это позволяет проводить обслуживание и ремонты с высокой эффективностью даже специалистам средней квалификации.

Все основное электрооборудование станка смонтировано в едином шкафу управления. Он расположен в задней части конструкции. Вспомогательная электроаппаратура (несколько функциональных элементов) — монтируется вне центрального шкафа.

Согласно инструкции по эксплуатации, подключение станка должно осуществляться к трехфазной сети переменного тока с напряжением 380В. При этом схемное решение подвода питания реализует глухое заземление нулевого провода или его исполнение в изоляции.

Для ввода кабеля питания в центральном электрошкафу предусмотрены технологические отводы как в нижней, так и верхней части в виде фланцев с отверстием в 3/4 дюйма. Подключение производится изолированными медными проводами сечением не менее 4 кв. мм как при схеме с глухозаземленным, так и изолированным нейтральным проводником.

Для переключения типа схемного решения в электрошкафу предусмотрен клеммный набор, где согласно инструкции нужно снять или установить перемычку для использования соответствующего варианта нейтрального проводника ввода питания.

При подключении станка нужно выполнять определенные требования. В частности, обязательно подключать оборудование к общей системе заземления цеха или мастерской. При этом показатель сопротивления между винтом заземления и любой точкой станка не должен превышать 0,1 Ом. Также, запрещается работать с открытой клеммной коробкой или дверкой центрального электрошкафа. Чтобы минимизировать такую возможность, предусмотрен отдельный механизм блокировки.

Системы безопасности электрооборудования станка 16к20 включают индикацию напряжения между вводом от автоматического УЗО и нейтральным проводом. В электрошкафу установлен световой индикатор, который горит при обнаружении нарушения. Также, запрещается прикасаться к элементам клеммного набора даже при отключенном автомате УЗО, так как отдельные его части могут находиться под напряжением.

Электрическая схема станка имеет ряд блокировочных устройств безопасности.

  1. При включенном вводном автомате специальный переключатель блокирует подачу питания на главный привод, если открывается дверка электрошкафа.
  2. Аналогичная механика срабатывает при открывании кожуха сменных шестеренок, если производится разборка или профилактика системы подачи.

Устройство контроля первой системы безопасности расположено в шкафу управления. Второго — непосредственно на корпусе коробки подач.

С соответствии со спецификацией электрической схемы, инженерам электрикам доступна наладка оборудования в рабочем режиме. Чтобы обеспечить такую возможность, предусмотрен специальный переключатель. Он обходит блокировку питания главного привода при открытой дверке электрошкафа, чтобы ответственный за настройку персонал мог измерять параметры электроаппаратуры при работающем станке.

Предусмотрена и нейтрализация человеческого фактора. Если соответствующий переключатель обхода блокировки включен, то при закрытии шкафа без его отключения приходит в действие специальный режим защиты: на двигатель не будет поступать питание.

Так как основная электрическая схема является одинаковой для всех модификаций станка, в ней предусмотрены некоторые простые методы изменения функциональности оборудования. В частности, для агрегатов с гидроприводом суппорта, можно отключить гидростанцию выниманием штепселя и установкой на его место комплектной заглушки.

Кинематическая схема

Кинематическая схема станка, приведенная в паспорте к оборудованию, дает возможность понять связи и передачу механической мощности между отдельными элементами станка. На ней указаны основные данные элементов: число зубьев шестерен и заходов червяка. Также, отдельно обозначается суппорт с механическим перемещением салазок с резцами.

Особенностью кинематики станка является четкий списочный состав подшипников, применяемых в отдельных точках конструкции. Имея паспорт оборудования на руках, можно провести ремонт своими силами, просто заказав деталь для замены, если неисправность отслеживается в том или ином узле. В инструкции по эксплуатации приведены данные о номере подшипника по ГОСТ, его габариты, а также узел где он устанавливается.

Для облегчения ориентирования, приводится условное обозначение элемента (номер) на кинематической схеме. Таблица данных разделена на группы подшипников по их базовой характеристике. Например, это может быть наружное кольцо подшипника с буртом или радиальная двухрядная конструкция с короткими цилиндрическими роликами.

Наладка и ремонт

Станок 16к20 является очень надежным и долговечным оборудованием. Однако с течением времени в ходе эксплуатации происходит износ узлов, из-за чего снижается точность обработки заготовок и общие показатели производительности. Чтобы держать параметры станка на стабильном уровне, необходимо проводить регулярное техническое обслуживание, оценочные осмотры состояния, плановые и капитальные ремонты.

Малые ремонты позволяют постоянно держать оборудование в оптимальном состоянии. В них входят процедуры осмотра и восстановления рекомендуемого производителем состояния узлов.

  1. Резцовая головка промывается и зачищается.
  2. Производится промывка и очистка шпиндельной бабки, блока подач, фартука — всех зон, где возможны значительные загрязнения. Для этого станок необходимо частично разбирать.
  3. Если на деталях станины, бабки, каретки, суппорта находятся забоины или царапины — поврежденный металлический элемент тщательно зачищается.
  4. Осматривается внешнее, оценивается техническое состояние, проверяется функциональность защитных и предохранительных устройств, рукоятей и кнопок управления.
  5. При заметных признаках износа, производится замена элементов регулировки натяга, у  которых произошли изменения положения, фиксации или их состояние признано неудовлетворительным.
  6. Устраняются обнаруженные заусенцы, забои, другие повреждения на планках прижима, клиньях регулировки, шестернях и шлицах.
  7. Для всех узлов, где фиксация положения или регулировка параметров производится гайками, производится замена при обнаружении повреждений контактных поверхностей.
  8. Проводится оценка работоспособности смазочного устройства, производится промывка, при обнаружении утечек они устраняются.

Завершается малый ремонт тестовым пуском станка, выполнением токарных операций. Оценивается уровень издаваемого шума, точность обработки, степень выделения тепла, чистоты поверхности детали после проведенной операции.

В ходе малого ремонта оценивается состояние всех узлов и механизмов, составляется дефектовочная ведомость и список узлов, которые необходимо заменить при ближайшем плановом или капитальном ремонте.

Регулировка передней бабки

Особенность конструкции станка 16к20 кроется в жесткой балансировке передней бабки непосредственно во время сборки на заводе изготовителе. Позиционировать этот элемент в большинстве случаев не требуется. Однако при необходимости изменения положения передней бабки в горизонтальной плоскости, нужно:

  • снять внешнюю крышку блока коробки подач;
  • ослабить винты крепления передней бабки;
  • отрегулировать в шпиндельном блоке при помощи специального винта позицию бабки.
  • Для удобства ориентирования и повышения точности установки предусмотрены пробные порточки, показывающие параметры позиционирования функционального элемента.

При снижении крутящего момента на шпинделе — производят регулировку ременной передачи, а также проверку работы фрикционной муфты. Для этого снимают крышку шпиндельной бабки, маслораспределительный лоток и поворотом гайки осуществляют регулировку блока прямого вращения. Другая гайка отвечает за функционирование муфты обратного вращения. Точные данные по процессу выполнения работы приведены в паспорте к оборудованию.

Замена и регулировка подшипников шпинделя

Стоит особо отметить, что самостоятельную замену и регулировку подшипников делать крайне не рекомендуется. Эта операция проводится на заводе изготовителе, узел шпинделя не требует вмешательства. Но при крайней необходимости — нужно привлечь профессионалов.

Замена подшипника делается после обязательной настройки шпиндельных опор. Для этого на станке устанавливается домкрат с динамометром, к фланцу через прокладку прикладывают усилие. Смещение шпинделя измеряется аттестованным индикатором, с ценой деления не более 0,0001 мм. Его наконечник размещается на верхней части шпинделя.

При смещении на 0,001 мм должно прилагаться усилие не менее 45-50 кгс. При отклонении полученных в ходе эксперимента данных — следует обратиться к профессиональной обслуживающей организации или непосредственно на завод-изготовитель. Всегда будут даны подробные инструкции или выслан квалифицированный наладчик для проведения ремонта.

Ремонт фартука

Уровень прочности и надежности фартука станка 16к20 практически исключает появление проблем и необходимости ремонта. Требуемые регулировки производятся поворотом предусмотренных для этого гаек, при этом усилие затяжки следует контролировать динамометром, располагаемым между жестким упором и кареткой. При регулировании параметров нужно сверяться с техническими данными, приведенными в паспорте к оборудованию.

При необходимости замены маточной гайки (отрегулированной на заводе) нужно использовать специальное кондукторное приспособление и метчик. Если их нет в наличии, как и возможности приобрести, завод по запросу высылает чертежи для самостоятельного изготовления инструментария.

Как проточить кулачки

Расточка кулачков — это необходимая операция для точного позиционирования заготовки в патроне. Со временем контактные поверхности элементов изнашиваются и может наблюдаться биение детали, что особенно заметно при ее значительной длине. Расточка кулачков, благодаря характеристикам станка 16к20, может быть сделана достаточно просто:

  • изготавливается кольцевая оправка, с высокой точностью внутренней поверхности;
  • оправка надевается на внешнюю часть кулачков;
  • в расточной ставится ромбическая пластина обратной стороной.

Станок запускается на 1500 оборотов, режущий инструмент заводится внутрь патрона и выводится на скоростной подаче 0,3мм за оборот. При такой схеме обработке достигается уровень биения конца штока 0,2-0,3 мм для заготовки длиной в 600-800 мм. Для уменьшения этого показателя прижим каждого кулачка контролируют при помощи отпечатка копирки на поверхности цилиндрической детали. Обнаруженные отклонения прижатия устраняются алмазным шлифовальным камнем.

Тех обслуживание

Проверки состояния и функциональности 16к20 проводятся с целью недопущения падения точности, а также обеспечения нормированных показателей работы оборудования. Краткий список регламентных операций:

  1. Наружный осмотр и устранение дефектов как станка в целом, так и отдельных узлов.
  2. Контроль состояния механизмов, производимый с открыванием крышек узлов.
  3. Проверка правильности переключения рукоятей управления коробками передач, подач, скоростей шпинделя, подач.
  4. Выборка люфта винта привода поперечных салазок.
  5. Регулировка ленточного тормоза шпинделя и фрикционной муфты главного привода.
  6. Подтягивание прижимных планок, клиньев в конструкции поперечных салазок резцов.
  7. Очистка поверхностей резцедержателя, при необходимости — зачистка царапин, забоев.
  8. Проверка состояния направляющих станины, каретки, зачистка задиров, забоев, царапин.
  9. Очистка, промывка протекторов каретки, салазок суппорта, задней бабки.
  10. Подтягивание или полная замена изношенных крепежных элементов, пружин.
  11. Проверка состояния ременных передач главного привода и механики быстрого перемещения суппорта, чистка шкивов, проверка натяжения, по необходимости ремонт и замена.

В ходе периодического технического обслуживания производятся все необходимые мелкие ремонты таких элементов, как ограждающие щиты и кожухи, системы охлаждения и смазки. Также составляется дефектационная ведомость на детали и узлы, которые необходимо заменить в ходе планового или капитального ремонта.

Инструкция по эксплуатации

Инструкция по эксплуатации станка включает полные данные о доступных регулировках параметров выполняемых операций и включена в документацию к оборудованию. Общие правила использования 16к20 включают свод требований к персоналу и особенности применения установки.

  1. К работе не допускается персонал без достаточной квалификации, не обладающий специальностью, не сдавший экзамен по технике безопасности проведения работ.
  2. При работе на станке, во избежание травматизма, должен использоваться комплект спецодежды, включающий брюки, спецовку с длинным рукавом и плотно застегиваемыми манжетами, берет и очки. Свисающие части одежды и пряди волос — запрещены.
  3. Нельзя близко наклоняться к зоне обработки.
  4. Перед тестовым пуском станка нужно проверить состояние заземления, питающего кабеля, функциональность УЗО, состояние вилки включения.
  5. Не допускается эксплуатация станка, если температура в помещении ниже 10 градусов Цельсия.
  6. Не допускается работа станка в помещениях, где воздух содержит большое количество абразивных частиц или окалины.
  7. При работе с чугунными деталями и заготовками (при их количестве выше 20% от общего числа назначенных в наряде на смену), чтобы избежать повышенного износа оборудования, рекомендуется смазывать трущиеся части через малые интервалы, особенно — элементы направляющих.
  8. Чтобы сохранить стабильность показателей точности при обработке больших партий деталей, рекомендуется проводить чистовые и черновые операции на разных экземплярах станка и не менять назначение единиц оборудования.

Если следовать требованиям по размещению и тонкостям использования оборудования — станок 16к20 способен проработать 10 лет между капитальными ремонтами, при условии его использования в 2 смены.

После окончания работ, персоналу необходимо убрать остатки стружки, грязь, следы смазки со всех поверхностей станка, привести рабочее место в надлежащее состояние.

Ссылка на основную публикацию