Паспортные данные станка 16К20

Токарно-винторезный станок 16К20

• Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм: над станиной -400; над суппортом – 220.
• Наибольшая длина обрабатываемого изделия 2000 мм.
• Высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, 25 мм.
• Мощность двигателя И, = 10 кВт; КПД станка η = 0,75.
• Частота вращения шпинделя, мин-1: 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.
• Продольная подача, мм/об; 0,05; 0,06; 0,075; 0,09; 0,1; 0,125; 0,15; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 2; 2,4; 2,8.
• Поперечная подача, мм/об: 0,025; 0,175; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,7; 0,8; 1; 1,2; 1,4.
• Максимальная осевая составляющая силы резания, допускаемая механизмом подачи, Рх = 6000 Н.

Токарно-винторезный станок 16Б16П

• Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм: над станиной – 320; над суппортом – 180.
• Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 1000 мм.
• Высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, 25 мм.
• Мощность двигателя Nд = 6,3 кВт; КПД станка η = 0,7.
• Частота вращения шпинделя, мин-1: 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000.
• Продольная подача, мм/об: 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,1; 0,12; 0,15; 0,17; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,4; 2,8.
• Поперечная подача, мм/об: 0,025; 0,05; 0,06; 0,07; 0,08; 0,1; 0,12; 0,15; 0,17; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4.
• Максимальная осевая состав­ляющая силы резания, допускаемая механизмом подачи, Рх = 6000 Н.

Токарно-винторезный станок 1М61

• Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм: над станиной – 320; над суппортом – 180.
• Наибольшая длина обрабатываемой заготовки 700 мм.
• Высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, 16 мм.
• Мощность двигателя Nд = 4 кВт; КПД станка η = 0,75.
• Частота вращения шпинделя, мин-1: 12,5-1600.
• родольная подача, мм/об: 0,08-1,9. Поперечная подача, мм/об: 0,04-0,95.

Высота центров – 200 мм.

Расстояние между центрами – до 1400 мм.

Высота от опорной поверхности резца до линии центров – 25 мм.

Мощность электродвигателя – Nст=10 кВт.

КПД станка=0,78.

Мощность на шпинделе по приводу с учетом КПД – Nшп=7,8 кВт.

Продольные и поперечные подачи подачи: мм/об: 0,082; 0,088; 0,10; 0,11; 0,12; 0,13;0,14; 0,15; 0,16; 0,18; 0,20;0,23; 0,24; 0,25; 0,28; 0,30; 0,33; 0,35; 0,40; 0,45; 0,48; 0,50;0,55; 0,60; 0,65; 0,71; 0,80; 0,91; 0,96; 1,0; 1,11; 1,21; 1,28; 1,46; 1,59.

Наибольшее усилие, допускаемое механизмом продольной подачи – 360 кг, мехаизмом поперечной подачи – 550 кг.

Число оборотов шпинделя в минуту, max крутящий момент по мощности электродвигателя станка (Мкр), а также мощность на шпинделе приведены в таблице.

Геометрия резца

Выбираем геометрические параметры резца следующие:

Форма передней поверхности – плоская с фаской;

?=-10?; ?=8?; ?=45?; ?1=10?; ?=-5?; f=0.1 мм; r=1 мм.

Полный расчет

Глубина резания

Так как припуск невелик, срезаем его за один проход. Принимаем t=1 мм, что обеспечивает чистоту обработки Rz=20 мкм.

I. Подача допускаемая прочностью державки резца – Sпр.

Рис

Из условий прочности державки резца, изгибаемого силой Pz, определяем подачу:

В=16 мм; Н=25 мм; ?u=200 кг/мм (для незакаленной державки); t=1мм;

l – принимаем = 1.5 Н; l=38 мм.

По справочной таблице находим значения коэффициента Сpz и показателей степеней xpz и ypz:

Сpz=95; xpz=1; ypz=0.75.

Поправочные коэффициенты находим по таблице №4 мотодического пособия:

Кpz= Kм· K? · K? · Kv · Kh · Kr

Kм=(180/190)0,4=0,979

K?=1 при ?=45?; K?=1.1 при ?=10?15?;

Kv=1

Kh=1; Kr=0.95 – при r=1 мм.

Кpz=0,979·1·1,1·1·1·0.95=1,02

Sпр=(16·252·200/60·95·1·1.02·38)1/0.75=775 мм/об.

II. Подача, допускаемая жесткостью резца -Sжр.

Из условия предельно допустимого прогиба f, вызываемого силой Рz определяем подачу Sжр:

Рис

f=0,1 мм

Е=20000 кг/мм2 (для чугуна);

l=20·1,5=30 мм;

В=16 мм; Н=25 мм; Сpz=95; Кpz=1,02.

Sжр=(0.1·20000·16·253/4·95·1·1,02·383)1/0.75=18.04 мм/об.

III. Подача, допускаемая прочностью твердосплавной пластинки – Sпп.

Пластинка выдерживает максимальную нагрузку, которая может быть определена по следующей эмпирической формуле:

Рz=34·t0.77·C1.35·(sin60?/ sin?)0.8 кг.

Из этих условий определяем подачу:

Sпп=[ 34·t0.77·C1.35·(sin60?/ sin?)0.8/ Сpz··txpz· Кpz]1/0.75

С – толщина пластинки в мм, принимаем С=4 мм; ?=45? ;

t=1мм; Сpz=95; Кpz=1,02; xpz=1; ypz=0.75.

Рz=34·10.77·41.35·(sin60?/ sin45)0.8, кг.

Sпп=3,93 мм/об

IV. Подача, допускаемая прочностью механизма подач станка – Sмп.

Sмп=( Рмп/К· Сpz · txpz · Кpz)1/ypz мм/об.

Рмп=360 кг (по паспорту станка), К – принимаем 0.4;

Сpz=95; t=1 мм; xpz=1; ypz=0.75; Кpz=1,02.

Sмп=(360/0.4·95·1·1,02)1/0.75=20,6 мм/об.

Рис

V. Подача, допускаемая стабильностью (жесткостью изделия) – Sжд.

Под действием силы резания заготовка изгибается в результате чего понижается точность формы. В зависимости от величины прогиба, вызываемого силой, находим подачу:

Sжд.=(fд·?·Е·I/1.1· Сpz · txpz · Кpz ·L3)1/ypz мм/об.

L – длина детали, L=140 мм; Е=20000 кг/мм2 (для чугуна);

I=0.05D4, I=0.05·664=948737 мм4, ?=100 для детали, закрепленной в центрах.

fд=0.1 мм – для предварительного точения;

Сpz=95; xpz=1; Кpz=1,02

Sжд.=(0,1·100·20000·948737/1.1·95·1·1,02·3403)1/0.75=3674 мм/об.

VI. Подача, допускаемая чистотой обработки – Sчо.

При продольном точении подача в зависимости от требуемой чистоты обработки поверхности может быть определена по формуле:

Sчо.=Сu·Rzy max·ru/tx·?z·?1z об/мин.

Сu=0.045, Rz =20мк , r =1 мм, t=1 мм, ?=45?, ?1=10?,

y=1,25, u=0.75, x=0.25, z=0.5.

Sчо.=0.045·201.25·1/10.25450.5·100.5=0,1 мм/об.

Приведенная формула не учитывает влияние скорости резания на шероховатость поверхности, поэтому подачи, рассчитанные по ней, получаются обычно заниженными. Этот расчет можно считать весьма приблизительным. Поэтому для выбора подачи в зависимости от чистоты обработки воспользуемся специальными таблицами, составленными на основании обобщения результатов практики.

Выбираем подачу в зависимости от требуемой чистоты поверхности по таблице №2.

Для требуемой чистоты поверхности Rz=20 мкм:

S=0,7 мм/об.

Учитывая поправочный коэффициент на обрабатываемый материал – Кms=1, и на радиус при вершине Кrs=(r/1.5)0.7.

Кrs=(1/1.5)0.7=0.75.

получим:

Sчо=0,7· Кms · Кrs =1·0.7·0.75=0,5625 мм/об.

VII. Подача, допускаемая мощностью станка – Sмс.

Мощность, затрачиваемая на резание должна быть равна или меньше мощности на шпинделе станка.

Из этих условий определяем максимально возможную подачу на каждой ступени чисел оборотов станка.

Sмс=(2Мшп/ Сpz · txpz · Кpz · D)1/ ypz.

ypz=0.75; Сpz=95; t=1 мм; xpz=1; Кpz=1,02.

Si=(2· Мшп /95·1·1,02·66)1/0.75.

S1-7=(2·130000/6395,4)1/0.75 =16.3 мм/об,

S 8 =(2·109000/6395,4)1/0.75=12.5 мм/об,

S 9 =(2·85500/6395,4)1/0.75=8.75 мм/об,

S10 =(2·67000/6395,4)1/0.75= 6.35 мм/об,

S11= (2·53000/6395,4)1/0.75= 4.76 мм/об,

S12= (2·40500/6395,4)1/0.75= 3.53 мм/об,

S13= (2·38000/6395,4)1/0.75= 2,69 мм/об,

S14= (2·30000/6395,4)1/0.75= 1.96 мм/об,

S15= (2·24000/6395,4)1/0.75= 0,91 мм/об,

S16= (2·18000/6395,4)1/0.75= 1 мм/об,

S17= (2·14600/6395,4)1/0.75= 0.76 мм/об,

S18= (2·11400/6395,4)1/0.75= 0.51 мм/об,

S19= (2·9000/6395,4)1/0.75= 1.21 мм/об,

S20= (2·7000/6395,4)1/0.75= 0.88 мм/об,

S21= (2·5550/6395,4)1/0.75= 0.54 мм/об,

S22= (2·4180/6395,4)1/0.75= 0.37 мм/об,

VIII. Подача, допускаемая стойкостью резца – Sср.

Значения коэффициента Сv и показателей степени xv и yv , а также величину найвыгоднейшей стойкости Т берем по справочной таблице №5.

Сv=227; xv=0.15; yv=0.35; m=0.2; Т=60 мин.

Поправочные коэффициенты:

Км=(75/90)1.25=0.83; Ксм=0.95 (нормализация);

Кк=1; Кми=1

К?=1 (?=45?); К?1=1 (?1=10?); Кr=0.86 (r=1 мм); Кf=1 (форма передней поверхности – плоская отрицательная).

Кv= Км· Ксм· Кк · Кми · К? · К?1· Кr · Кf = 0,83·0,95·0.86·1 ·1·1·1·1=0,678

Sср=(1000· Сv · Кv/ Тm·txv·?·D·n)1/yv мм/об

Sср=(1000·227·0.678/600.2·1.50.15·3.14·90· n)1/0.2 =(227/n)2.86

S 1=(571,6/11.5)2.86=5065,6 мм/об

S 2=(571/14,5)2.86= 2610.4 мм/об

S 3=(571/19)2.86=1205 мм/об

S 4=(571/24)2.86= 617.7 мм/об

S 5=(571/30)2.86= 326.3 мм/об

S 6=(571/37,5)2.86= 172,3 мм/об

S 7=(571/46)2.86= 96.1 мм/об

S 8=(571/58)2.86= 49.5 мм/об

S 9=(571/76)2.86= 22.8 мм/об

S10=(571/96)2.86= 11.7 мм/об

S11=(571/120)2.86= 6.19 мм/об

S12=(571/150)2.86= 3.27 мм/об

S13=(571/184)2.86= 1.82 мм/об

S14=(571/230)2.86= 0.96 мм/об

S15=(571/305)2.86= 0,42 мм/об

S16=(571/380)2.86= 0,22 мм/об

S17=(571/480)2.86= 0,11 мм/об

S18=(571/600)2.86= 0,06мм/об

S19=(571/370)2.86= 0,24 мм/об

S20=(571/460)2.86= 0,13 мм/об

S21=(571/610)2.86= 0,059 мм/об

S22=(571/770)2.86= 0,03 мм/об

Результаты расчета сводим в таблицу.

В качестве технологической подачи (т.е. максимально допустимой из условий обработки) на каждой ступени чисел оборотов берем наименьшую из расчетных

и корректируем ее по станку. Анализ таблицы показал, что наивыгоднейшей ступенью является 12 (n=150 об/мин). На этой ступени получается наибольшая производительность.

По числу оборотов рассчитываем скорость резания:

V=?·D·n/1000=3.14·160·150/1000=75,36 м/мин.

Наивыгоднейшие режимы резания:

t=1 мм, n=150 об/мин,

S=0,35 мм/об, V=75,36 м/мин.

Таблица

N ступени	Число оборотов n об/мин	Кр.момент на шпинд.станка Мш кг·мм	П о д а ч а д о п у с к а е м а я	Технол.расчет. подача S техн.	Факт.подача имеющ. на стан. SТФ	n·Sтф	Примечание
Прочн. держ резца Sпр	Жесткостью резца Sжр	Прочностью пластин. Sпп	Прочн.механ.подачи Sмп	Стаб.(жестк.) детали Sжд	Чистотой об- работки Sчо	Мощ(момен) станка Sмс	Стойкостью резца Sср
1	12,5	130000	139,79	199945224,35	0,561	0,56	7
2	16	130000	139,79	58191719,10	0,561	0,56	8,96
3	20	130000	139,79	19068262,51	0,561	0,56	11,2
4	25	130000	139,79	6248288,26	0,561	0,56	14
5	31,5	130000	139,79	1967470,96	0,5611	0,56	17,64
6	40	130000	139,79	595883,20	0,561	0,56	22,4
7	50	130000	139,79	195259,01	0,561	0,56	28
8	63	109000	110,52	61483,47	0,561	0,56	35,28
9	80	85500	79,95	18621,35	0,561	0,56	44,8
10	100	67000	57,76	6101,84	0,561	0,56	56
11	125	5300	1,96	1999,45	0,561	0,56	70
12	160	40500	29,52	581,92	0,561	0,56	89,6
13	200	38000	27,12	190,68	0,561	0,56	112
14	250	30000	19,79	62,48	0,561	0,56	140
15	315	24000	14,69	19,67	0,561	0,56	176,4
16	400	18000	10,01	5,96	0,561	0,56	224
17	500	14600	7,57	1,95	0,561	0,56	280
18	630	11400	775	18,04	3,93	20,6	3674	0,561	5,45	0,61	0,561	0,56	352,8	Наивыгодн. режим
19	800	9000	3,97	0,19	0,11	0,011	8,8
20	1000	7000	2,84	0,06	0,06	–	–
21	1250	5550	2,09	0,02	0,02	–	–
22	1600	4180	1,43	0,01	0,1	–	–

Технические характеристики токарного станка 16К20:

Наименование параметра	16К20	16К20П
Габариты и масса станка
Габариты станка (длина x ширина x высота) РМЦ=1000
Масса станка	3010 кг	3010 кг
Основные параметры станка
Класс точности (ГОСТ 8-82)	Н	П
Наибольшая масса заготовки, обрабатываемой в центрах	460..1300 кг	460..1300 кг
Наибольшая масса заготовки, обрабатываемой в патроне	200 кг	200 кг
Наибольший диаметр заготовки устанавливаемой над станиной	400 мм	400 мм
Высота оси центров над плоскими направляющими станины	215 мм	215 мм
Наибольший диаметр заготовки обрабатываемой над суппортом	220 мм	220 мм
Наибольшая длина заготовки, устанавливаемой в центрах (РМЦ)
Наибольшее расстояние от оси центров до кромки резцедержателя	225 мм	225 мм
Наибольший диаметр сверла при сверлении стальных деталей	25 мм	25 мм
Наибольшая масса заготовки, обрабатываемой в центрах	460..1300 кг	460..1300 кг
Наибольшая масса заготовки, обрабатываемой в патроне	200 кг	200 кг
Шпиндель
Диаметр отверстия в шпинделе	52 мм	52 мм
Наибольший диаметр прутка, проходящий через отверстие в шпинделе	50 мм	50 мм
Частота вращения шпинделя в прямом направлении, об/мин	12,5..1600	12,5..1600
Частота вращения шпинделя в обратном направлении, об/мин	19..1900	19..1900
Количество прямых скоростей шпинделя	22	22
Количество обратных скоростей шпинделя	11	11
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72	6К	6К
Коническое отверстие шпинделя по ГОСТ 2847-67	Морзе 6	Морзе 6
Диаметр фланца шпинделя	170 мм	170 мм
Наибольший крутящий момент на шпинделе	1000 Нм	1000 Нм
Суппорт. Подачи
Наибольшая длина продольного перемещения
Наибольшая длина поперечного перемещения	300 мм	300 мм
Скорость быстрых продольных перемещений, мм/мин	3800	3800
Скорость быстрых поперечных перемещений, мм/мин	1900	1900
Максимально допустимая скорость перемещений при работе по у порам, мм/мин	250	250
Минимально допустимая скорость перемещения каретки (суппорта), мм/мин	10	10
Цена деления лимба продольного перемещения	1 мм	1 мм
Цена деления лимба поперечного перемещения	0,05 мм	0,05 мм
Диапазон продольных подач, мм/об	0,05..2,8	0,05..2,8
Диапазон поперечных подач, мм/об	0,025..1,4	0,025..1,4
Количество подач продольных	42	42
Количество подач поперечных	42	42
Пределы шагов метрических резьб	0,5..112 мм	0,5..112 мм
Пределы шагов дюймовых резьб, ниток/дюйм	56..0,5	56..0,5
Пределы шагов модульных резьб, модуль	0,5..112	0,5..112
Пределы шагов питчевых резьб, питч диаметральный	56..0,5	56..0,5
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом подач на резце — продольное	5884 Н	5884 Н
Наибольшее усилие, допускаемое механизмом подач на резце — поперечное	3530 Н	3530 Н
Резцовые салазки
Наибольшее перемещение резцовых салазок	150 мм	150 мм
Перемещение резцовых салазок на одно деление лимба	0,05 мм	0,05 мм
Наибольший угол поворота резцовых салазок	±90°	±90°
Цена деления шкалы поворота резцовых салазок	1°	1°
Наибольшее сечение державки резца	25 х 25 мм	25 х 25 мм
Высота от опорной поверхности резца до оси центров (высота резца)	25 мм	25 мм
Число резцов в резцовой головке	4	4
Задняя бабка
Конус отверстия в пиноли задней бабки по ГОСТ 2847-67	Морзе 5	Морзе 5
Наибольшее перемещение пиноли	150 мм	150 мм
Перемещение пиноли на одно деление лимба	0,1 мм	0,1 мм
Величина поперечного смещения корпуса бабки	±15 мм	±15 мм
Электрооборудование
Электродвигатель главного привода	11 кВт	11 кВт
Электродвигатель привода быстрых перемещений	0,12 кВт	0,12 кВт
Электродвигатель насоса СОЖ	0,125 кВт	0,125 кВт

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема представлена для понимания связей и взаимодействия основных элементов токарного станка. На схеме указаны числа зубьев шестерен(z). Звездочкой обозначено число заходов червяка.

Описание кинематической схемы 16К20

От электродвигателя Д1 вращение передается на входной вал II коробки передач станка через клиноременную передачу. Муфта на этом валу через двойной блок зубчатых колес 56/34 или 51/39 позволяет получить прямое вращение вала III. Либо, через зубчатые колеса 50/21 и 36/38 — обратное вращение вала. Вал IV получает через блок зубчатых колес 29/47, 21 /55 или 38/38 шесть частот вращения в прямом направлении, что соответствует вращению шпинделя против часовой стрелки.  А так же три частоты вращения в обратном направлении. С вала IV’ шпиндель VII получает двенадцать высоких частот вращения (либо шесть в обратном направлении) через двойной блок зубчатых колес 60/48 или 30/60 .

Двенадцать низких частот вращения шпинделя через валы IV и VI перебора передаются с помощью двойного блока зубчатых колес 45/45 или 15/60 и зубчатых передач 18/72 и 30/60. Для включения этой цепи зубчатое колесо z=60 двойного блока сцепляется с зубчатым колесом z=30 вала VI.

На высоких частотах вращения шпинделя группа зубчатых колес на валах V и VI не участвует в передаче мощности от двигателя на шпиндель. Это позволяет повысить динамические свойства привода главного движения. При этом уменьшается время разгона шпинделя и его торможения, уменьшаются вибрации и повышается долговечность станка. Всего на шпиндель передается 22 частоты вращения, так как две частоты совпадают.

Перемещение суппорта при нарезании резьбы, при продольной или поперечной подаче осуществляется по кинематической цепи механизма подач. От шпинделя VII через зубчатые колеса 60/60 вращение передается валу VIII. Для увеличения шага нарезаемой резьбы или подачи используется звено увеличения шага. Через зубчатые колеса 45/45 с вала IV снимается вращение, что позволяет увеличить подачу (или шаг нарезаемой резьбы) в 4 или 16 раз. Через колеса 30/45 или цепочку реверса 30/25/45, гитару сменных зубчатых колес a/b и c/d вращение передается на приемный вал коробки подач.

Вал XIII используя колеса 28/38 и зубчатые передачи 28/28, 28/35, 30/25 или 42/30, а так же через муфту получает четыре частоты вращения, используемые при нарезании метрических и модульных резьб. Дюймовые резьбы нарезаются через кинематическую цепь 28/38, муфту М3 и колеса 30/33. Вращение выходному валу ХV передается через различные комбинации включения зубчатых колес на валах XIII, XIV и ХV.

Настройка коробки подач на выбранную подачу или шаг нарезаемой резьбы производится перемещением блока зубчатых колес z=18 и z=28 и включением муфт М2, М3, М4 и М5. Муфта М5  на ходовой винт XIX передает вращение для нарезания резьбы. При отключенной муфте М5 через зубчатые колеса 23/40, 24/39, муфту обгона М6 и колеса 28/35 — на ходовой валик XVI для работы с продольной и поперечной подачами.

С ходового валика XVI вращение сообщается зубчатому колесу z=36  через зубчатые колеса 30/32/32/30, через муфту М7 и червячную передачу 4/21 . Продольное перемещение суппорта выполняется через зубчатые колеса z=41, муфты М8 или М9, зубчатые передачи 17/66 на реечную шестерню 10. Для поперечного перемещения суппорта вращение от колеса z=36 передается через зубчатые колеса z=36, муфты М10 или М11, зубчатые передачи 34/29/16 на винт поперечных салазок ХXI с шагом 5 мм.

От двигателя Д2, связанного с ходовым валиком клиноременной передачей 85/127, выполняются ускоренные продольные или поперечные перемещения суппорта. Муфта обгона М6 не препятствует быстрому вращению валика от включенных зубчатых колес в коробке подач.

Направление подачи и быстрых перемещений суппорта определяется включением одной из четырех муфт М8…М11, управляемых одной рукояткой. Для включения необходимой подачи рукоятку наклоняют в соответствующую сторону, а нажимом кнопки на торце рукоятки включают двигатель быстрых перемещений.

В некоторых модификациях токарного станка 16К20 подача верхнего суппорта может быть механизирована. В этом случае от зубчатого колеса z=29 вращение снимается колесом 18 на вал ХХ и через зубчатые передачи 20/20, 20/23/30/28/30 и 20/20 передается на ходовой винт ХХII верхнего суппорта.

16К20 – универсальный токарно-винторезный станок нормальной точности, широко распространенный на территории Российской Федерации и СНГ.

Предназначен для выполнения всех основных видов токарных работ, а также выполнения нестандартных операции при использовании дополнительных приспособлений, например, возможно выполнять кузнечную операцию скручивания (торсировку) квадратного проката для изготовления балясин.

Выпускался в бывшем Советском Союзе с 1971 года на предприятии «Красный пролетарий». На протяжении длительного времени 16К20 являлся основным токарно-винторезным станком Советского, а в последствии и Российского машиностроения, сейчас снят с производства, а на достойную замену ему может претендовать белорусский станок ГС526У, технические характеристики которого и вес максимально приближены к своему легендарному прототипу, но значительно усовершенствован: в конструкцию были внесены современные технические и технологические решения, использовались современные материалы при производстве деталей станка, переработаны основные узлы с учетом недостатков предшественника.

16К20 общий вид

Станок в цеху

16К20 с растоянием между центрами 1500 мм

Кстати, вес 16К20 меньше, чем вес модели предшественника 1К62.

Данный станок является универсальным и предназначен для механической обработки деталей, которые устанавливаются трех- или четырехкулачковом патроне либо в центрах. Оборудование позволяет выполнять работы, в ручном цикле с оптимальной точностью, с соблюдением безопасности труда.

16К20 применяется в единичном и серийном производствах предприятиях машиностроения, инструментальных производствах, ремонтно-механических цехах и др. для чистовой и получистовой обработки деталей.

Руководство по эксплуатации и паспорт станка

Технические характеристики станка 16К20 в зависимости от модификации и завода производителя могут меняться.

Характеристики 16К20

На кинематической схеме показаны взаимосвязи основных узлов и элементов станка.

Как и во всех токарных станках, главным движением является вращение шпинделя, которое от электрического двигателя передается через клиноременную передачу и коробку скоростей.

Суппорт перемещается в продольном и поперечном направлениях. Механизм подачи передает движение суппорту по 4-м кинематическим цепям, а также позволяет производить нарезание резьб.

Технические характеристики рабочего станка 16К20 по своим показателям в полной мере превосходят своего предшественника – 1К62. Это касается:

• производительности;
• общей безопасности работы;
• долговечности;
• точности;
• удобства в процессе обслуживания.

К конструкционным особенностям устройства модели 16К20 можно отнести наличие жесткой станины, имеющей коробчатую форму совместно с основными шлифованными и калеными направляющими. При этом, основание станка — монолитное и в это же время является емкостью для предусмотренной охлаждающей жидкости и стружкосборником.

Мощность приводного электродвигателя составляет 10 кВт.

Шпиндель смонтирован таким образом, что прецизионные рабочие подшипники качения в ходе использования не требуют дополнительного обслуживания. Механизм шпиндельной бабки дает возможность получать обороты в достаточно широком рабочем диапазоне (четыре ряда чисел оборотов шпинделя): два ряда с пределами 12 – 40 и 50 — 160 оборотов за минуту и два ряда с 200 – 630 и 500 — 1600 оборотов за минуту.

Фартук оснащен механизмом выключения подачи суппорта, благодаря данному устройству достигается высокая точность остановки.

Также здесь установлены ограждающие приспособления и блокировочные устройства, гарантирующие высокий уровень безопасности.

Для точного перемещения резцовых и поперечных салазок суппорт оснащается линейками с визирами. Перемещение суппорта осуществляется в широком скоростном рабочем диапазоне.

На токарно-винторезном станке 16К20 была усовершенствована конструкция резцедержателя, что существенно улучшило стабильность фиксации инструмента.

Не допускается эксплуатировать станки при температуре менее 10 С и в помещениях с высокой концентрацией абразивной пыли и окалины.

Обработка чугунных изделий, более 20% от общего количество заготовок, способствует повышенному износу трущихся частей оборудования. Для уменьшения данного эффекта необходимо постоянно проводить смазывание трущихся частей, особенно направляющие.

Для сохранения точности станка рекомендуется разделять черновые и чистовые операции (чистовые операции выполнять на одном станке, обдирочные – на другом).

Шероховатость обработанной поверхности после чистового точения составляет Ra = 1,6.

Межремонтный цикл (время до капитального ремонта) при соблюдении всех правил эксплуатации составляет 10 лет при использовании в 2-х сменном режиме.

Не рекомендуется разбирать основные узлы токарных станков влияющих на точность.

В стандартную комплектацию станка входит:

• комплект сменных шестерен, с числом зубьев 86, 73, 64, 60, 40, 44, 36, 48, 57;
• клиновые ремни;
• поводковый патрон;
• 2 подвижных люнета для обработки деталей диаметром от 20 до 80 мм и от 20 до 100 мм;
• 2 неподвижных люнета для обработки деталей от 20 до 130 мм и от 20 до 160 мм;
• 2 упорных центра для шпинделя и пиноли задней бабки;
• вращающийся центр;
• руководство по эксплуатации, паспорт.

Основными часто встречающимися неисправностями являются:

• вибрация,
• отсутствие заявленной точности,
• пониженный крутящий момент на шпинделе,
• пониженное усилие подачи суппорта,
• произвольное отключение электродвигателя;
• электродвигатель не запускается.

Более подробно о ремонте читайте в статье «Ремонт токарно-винторезного станка 16К20«.

Способы устранения этих неисправностей можно посмотреть в руководстве по эксплуатации станком, а также там вы найдете полный перечень всех неисправностей.

Руководство по ремонту

В самом конце аббревиатуры могут стоять и другие буквы с цифрами, указывающие на определенные конструкционные особенности и модификацию.

Как уже писалось выше, токарно-винторезный станок 16К20 на сегодняшний день не выпускается, поэтому возникает вопрос подбора аналогов у других производителей.

Из зарубежных аналогов хорошо себя зарекомендовали Optimum D420x1000, Proma SPC-900PA, Jet GH-1640ZX DRO, TRENS SN-50.

Белорусскими аналогами являются токарно-винторезные станки ГС526У (Гомельский завод станочных узлов), 16ВТ20П-21 (Витебский станкостроительный завод).

Стоимость аналогов колеблется в пределах 1,5 – 2 млн рублей, не включая расходов на доставку и монтаж оборудования.

Токарный

Описание универсального токарного станка 16к20: назначение, устройство, технические характеристики. Принцип действия, правила эксплуатации и наладка станка.

• Назначение станка
• Заводская маркировка и обозначения
• Обозначение точности
• Технические характеристики
• Предельные параметры
• Конструкция станка
• Габариты токарно-винторезного станка 16К20
• Основные узлы
• Шпиндель
• Шпиндельная бабка
• Фартук
• Суппорт
• Задняя бабка
• Схема электрическая принципиальная
• Схема кинематическая
• Принцип работы станка
• Эксплуатация
• Главное движение
• Движение подачи
• Продольная и поперечная подачи суппорта
• Нарезание многозаходной резьбы
• Обработка фасонных поверхностей
• Профилактика и ремонт
• Мероприятия ежедневного ухода
• Неисправности и их устранение
• Аналоги токарно-винторезного станка 16К20

Предшественниками токарного станка 16к20, выпускаемого советскими машиностроителями, был ряд токарно-винторезных станков, оснащенных шестеренчатой коробкой перемены передач. Эти металлорежущие машины носили наименования от ДИП-200 до ДИП-500. Аббревиатура названий говорила о стремлении руководства, поддерживая лозунг 1-й пятилетки догнать и перегнать лидеров капитализма.

Число, следующие за буквенной частью названия соответствовало высоте центров станка относительно станины в мм. Станки с такими наименованиями выпускались с 32 по 37 год прошлого века. Смена названий произошла вследствие разработки и утверждения «Единой системы условных обозначений станков» (ЕСУОС). Согласно принятому документу родоначальник поколения изменил название ДИП-200 на 1Д62. Однако устаревшее наименование до сих пор используется как обобщенное название токарных станков с высотой центров около 200 мм.

Назначение станка

В начале 70-х советский машзавод «Красный пролетарий» после нескольких модификаций моделей ДИП запустил в серию выпуск токарно-винторезного 16к20. Который в 1972 г. получил золотую медаль на международной ярмарке в Лейпциге.

Предназначаясь для проведения разнообразных токарных работ, он позволял выполнять точение различных простых и сложных поверхностей в патроне, на планшайбе и в центрах. А кроме того, растачивание, торцевание, отрезку, и нарезку всевозможной резьбы. Его конструкция получилась столь удачной, что в СССР он долго считался лучшим оборудованием своего типа. От прочих представителей токарной группы винторезные отличаются большей универсальностью.

Поэтому их применение рациональнее в мелкосерийном или штучном производстве.

Заводская маркировка и обозначения

В соответствии с ЕСУОС обозначение станка или его индекс состоит из нескольких цифр и букв. Первый символ – это номер группы. Токарному оборудованию присвоен №1. Второй обозначает разновидность или тип устройства в группе, например, 6 соответствует универсальному токарно-винторезному оборудованию. Далее размещается число, характеризующее важнейший размерный параметр. У токарных им является высота центров над плоскостью основания.

Буква, расположенная между первой и второй цифрой индекса, говорит о том, что модель получена путем усовершенствования ее предшественника. Расположение буквы в конце обозначения указывает на то, что эта модель является результатом модификации базовой. Литера, расположенная посередине – признак того, что это модель базовая и служит именем поколения. Таким образом, индекс 16к20 имеет базовая модель токарно-винторезного станка нового поколения «К» с высотой центров 200 мм.

По допускам работы токарное оборудование принято делить на такие категории:

1. Н – нормальная точность;
2. П – повышенная;
3. В – высокая;
4. А – особо высокая.
5. С – особо точные (мастер).

Технические характеристики

• Группа точности – Н.
• Высота центров (мм) – 215.
• Ø штатного патрона – 200 либо 250 мм.
• Диапазон скоростей вращения шпиндельного вала прямого направления (об_/мин) – 12,5–1,6_*10³. Регулировка дискретная число передач 24.

Причем как в прямом, так и в обратном направлении имеется по 2 передачи с частотой 500 и 630 об/мин. Поэтому некоторые источники говорят о 22 передачах прямого и 11 обратного направления.

• Диапазон скоростей вращения шпиндельного вала обратного направления (об/мин) – 19–1,9_*10³. Регулировка дискретная количество передач 12.
• Интервал значений подач (мм_/об): вдоль оси – 0,05–2,8; поперек 0,025–1,4.
• Диапазон шагов метрической резьбы – 0,5–112 мм.
• Диапазон шагов модульной резьбы – 0,5–112 модулей.
• Диапазон шагов дюймовой резьбы – 56–0,5 ниток/дюйм.
• Диапазон шагов питчевой резьбы – 56–0,5 питчей.

Предельные параметры

• Максимально-допустимый диаметр заготовки вида «диск», обтачиваемой над станиной – 400 мм.
• Максимальный диаметр заготовки вида «вал», обтачиваемой над суппортом – 220 мм.
• Предельная длина обтачиваемой заготовки (мм) – 710, 1000, 1400, 2000.
• Предельная длина обтачивания (мм) – 645,935, 1335, 1935.
• Ø заготовки типа «пруток» не более – 50 мм.
• Вес заготовки, фиксируемой для обработки в центрах (не более) – 460, 650, 900, 1300 кг.
• Вес болванки, фиксируемой для обработки в патроне (не более) – 200 кг.
• Сила, развиваемая узлом подачи в упоре (не более) – вдоль оси 800 кгс, поперек 460 кгс.
• Сила, развиваемая узлом подачи на резце (не более) – вдоль оси 600 кгс, поперек 360 кгс.

Конструкция станка

Основой устройства является прочная станина П-образного сечения с 2 закаленными отшлифованными направляющими сверху. Она устанавливается на тумбах в литую металлическую опору, использующуюся как корыто для эмульсии и сбора стружки. В тумбе со стороны бабки изделия располагается основной электропривод.

Читайте также:  Технические характеристики токарно-карусельного станка 1512, схемы

Габариты токарно-винторезного станка 16К20

Размеры станка: длина 2505, 2795, 3195 или 3795 мм; ширина 1190 мм; высота 1500 мм. Вес станка зависит от его длины и может быть 2,835; 3,005; 3,225 или 3,685 на 10³ кг.

Основные узлы

К станине крепятся перечисленные ниже узлы и агрегаты, входящие в состав станка.

Шпиндель

Шпиндельный вал стальной со сквозным продольным отверстием, сквозь которое пропускают пруток, используемый как заготовку, или выколотку при выбивании переднего центра. Для вращения шпинделя в этом станке применяются специализированные прецизионные подшипники трения качения. Они отличаются высокой точностью изготовления и износостойкостью, поэтому не требуют периодической регулировки во время техобслуживаний в эксплуатационный период.

Смазывание опор вала происходит маслом, подающимся на них под давлением насоса. Передний конец шпиндельного вала сделан соответственно ГОСТ 12593 – с коротким центрующим конусом 1:4.

Шпиндельная бабка

Передняя бабка или бабка изделия служит для фиксации одного конца заготовки и передачи на нее вращающего момента. В ней размещаются шпиндель, переборная коробка и другие компоненты. Снаружи на ней находятся рычаги переключения переборной коробки.

Выходной вал бабки изделия через шестерни связан с редуктором подач. Последний позволяет суппорту выполнять движение подачи при помощи ходового вала при точении. Или посредством ходового винта для нарезания резьбы. Который при этом может подключаться к коробке подач без промежуточных звеньев.

Фартук

Этот агрегат необходим для передвижения суппорта с резцедержателем как вдоль, так и поперек оси вращения детали. Он преобразует вращательное движение винта в линейное смещение суппорта. Перемещать последний можно не только вручную, но и отбирая часть момента вращения от шпинделя. Фартук этого станка комплектуется устройством отключения подачи высокой точности срабатывания на упоре, не встречавшейся ранее конструкции.

Суппорт

Предназначен для удержания резцедержателя с закрепленным в нем резцом у обрабатываемой детали. Обладая несколькими степенями свободы, он может перемещаться под воздействием фартука для формирования нужного характера поверхности детали резцом. Для контроля величины перемещения узел оснащен масштабными линейками с визирными устройствами, повышающими точность и удобство считывания показаний.

Задняя бабка

Она же упорная бабка. Устанавливается на направляющих, позволяющих ей двигаться вдоль станка. Имеет конусное отверстие соосное выходному валу передней бабки. Которое позволяет установить центр для опоры второго конца болванки. Или развертку, метчик, сверло и другое подобное им для выполнения операций со стороны открытого торца заготовки.

Схема электрическая принципиальная

В электрическом оборудовании действует 3 рабочих напряжения:

1. Питание двигателей –380В.
2. Автоматика – 110В.
3. Освещение рабочего места – 24В.

Перечень компонентов электрооборудования станка:

• Р – Индикатор нагрузки Э38022 (амперметр _~20А).
• F1 – Автомат защиты по току АЕ-20-43-12.
• F2 – Автомат АЕ-20-33-10.
• F3, F4 – Е2782—6/380 – плавкая вставка в предохранитель.
• F5 – ТРН-40 – электротепловая защита.
• F6, F7 – ТРН-10 – электротепловая защита.
• Н1 – устройство предохранительное светосигнальное УПС-3.
• Н2 – НКСО1Х100/П00-09 – электросветильник с лампой С24-25.
• Н3 – КМ24-90 – коммутационная лампа.
• К1 – ПАЕ-312 – дистанционный магнитный пускатель.
• К2 – ПМЕ-012 – дистанционный пускатель.
• КЗ – РВП72-3121-00У4 – реле выдержки времени (Лимит работы электромотора главного движения без нагрузки).
• К4 – РПК-1—111 – пускатель двигателя.
• М1 – Электродвигатель главного движения 4А132 М4, номинальной мощностью 11 кВт.
• М2 – 4А71В4 – электродвигатель (ускоренное смещение суппорта).
• М3 – Помпа электрическая ПА-22 (подача эмульсии).
• М4 – 4А80А4УЗ – асинхронный электродвигатель.
• S1 – ВПК-4240 – концевой выключатель (Дверца распределительного устройства).
• S2 – ПЕ-041 – поворотный переключатель управления (деблокирующий S1).
• S3 и S4 – ПКЕ-622-2 – блок управления кнопочный.
• S5 – МП-1203 – микровыключатель.
• S6 – ВПК-2111 – концевой выключатель нажимной.
• S7 – ПЕ-011 – поворотный переключатель управления.
• S8 – ВПК-2010 концевой выключатель нажимной.
• Т – ТБСЗ-0,16 – трансформатор понижающий.

Схема органов управления токарным станком

Схема кинематическая

Чертеж на рисунке отображает механические связи между ключевыми компонентами и наглядно показывает их взаимодействие. Условные обозначения общепринятые. Под выноской рядом со звездочкой указано число заходов червяка, а над ним количество зубьев шестерни.

Принцип работы станка

Изготовление деталей на этом станке происходит методом обработки резанием. Он состоит в том, что с поверхности заготовки снимается верхний слой металла, называемый припуском. Результатом будет изделие, являющееся телом вращения необходимой формы. Для этого зафиксированную заготовку вращают, а режущей инструмент перемещают вдоль оси ее вращения, при необходимости меняя глубину резания.

Эксплуатация

Небольшое увеличение зазоров между сопряженными деталями, приводящее к снижению точности обработки, устраняется регулировкой. А значительный износ требует ремонта или замены деталей. Для сокращения изнашивания и предупреждения механических поломок при работе необходимо выполнять правила ухода за оборудованием.

Главное движение

Так как процесс резания происходит за счет энергии вращения болванки его принято называть главным движением оборудования токарной группы. Привод главного движения состоит из односкоростного асинхронного электродвигателя трехфазного тока, укомплектованного механической коробкой передач.

Движение подачи

Поступательное перемещение инструмента, обеспечивающее контакт резца с поверхностью заготовки в нужной точке, называют движением подачи. Его привод переключается в зависимости от выполняемой задачи и может быть ручной или механический за счет мощности главного привода.

Подачи и главное движение являются основными движениями оборудования токарной группы.

Продольная и поперечная подачи суппорта

Для перемещения суппорта вдоль и поперек оси вращения болванки служат соответственно продольные и поперечные салазки. Каждые из них оснащены своим направляющими и винтовым приводом. Поперечная подача позволяет менять глубину резания и в комбинации с продольной формировать необходимую поверхность детали.

Нарезание многозаходной резьбы

Подбор сменных шестерен делается также как для нарезки однозаходной резьбы. С той разницей, что для определения хода резьбы ее шаг нужно умножить на число заходов. Если привод верхних салазок суппорта не слишком изношен, деление на заходы можно сделать, установив последние параллельно оси вращения детали. После нарезки канавки первого захода резец, отведенный от металла, возвращают к ее началу. Затем отводят резец на расстояние равное шагу резьбы от первого захода. После чего начинают резать второй.

Обработка фасонных поверхностей

производство изделий со сложными поверхностями возможно несколькими способами:

1. Обычными резцами при помощи чередования продольной и поперечной ручной подачи. Способ имеет низкую точность и производительность. Требует отработанной техники исполнения.
2. Специальными фасонными резцами. Метод высокопроизводительный, но требует наличия нестандартных резцов.
3. Обычными резцами с помощью копиров или приспособлений для круговой подачи. Метод высокопроизводительный, но требует изготовления или наличия приспособлений.

Профилактика и ремонт

Мероприятия ежедневного ухода

Перед началом работы:

• Осмотр станка.
• Смазка ходового винта и валика.
• Контроль количества масла.
• Включение с проверкой узлов без нагрузки.

Во время работы:

• Переключать подачи и передачи только после окончательной остановки движущихся узлов.
• Работая с чугуном или абразивными материалами накрывать направляющие плотной тканью.

После окончания рабочего времени: отключить электропитание, убрать стружку, протереть ветошью, смоченной в керосине, и смазать маслом открытые направляющие.

Неисправности и их устранение

Симптомы	Причина	Метод исправления
Овальность детали или растачиваемого отверстия.	Биение болванки в патроне.	Расточка кулачков.
Люфт пиноли или непрочность крепления упорной бабки.	Регулировка или ремонт пиноли.
Смещение оси отверстия.	Несоосность шпиндельного вала и задней бабки.	Регулировка. Либо ремонт с регулировкой.
Значительный конус цилиндрических деталей.	Несовпадение центров шпиндельного вала и упорной бабки.	Регулировка.
Износ направляющих суппорта или станины	Регулировка или ремонт.
Нестабильность размера при торцевании.	Осевой люфт шпиндельного вала.	Замена опор вращения.

Незначительное увеличение зазоров суппорта устраняется регулировкой клиньями в направляющих поперечных или верхних салазках, и юстировочными винтами задней направляющей продольных салазок. Затем отводя салазки на максимальное расстояние, убеждаются в плавности их перемещения. Неплотность винтового привода поперечных салазок устраняют регулировкой винтами, находящимися за площадкой резцедержателя.

Аналоги токарно-винторезного станка 16К20

Удачная конструкция 16К20 способствовала тому, что машиностроительной промышленностью СССР, а позднее и России часто выпускалось идентичное ему оборудование. Это и современники, например, 1К62, 1В62, 1К625, 1В625, 16В20, ГС526. И его преемник TRENS SN 50C выпуск, которого начался после снятия с производства 16К20.