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

Технические характеристики 16К20

• Техническая характеристика токарно-винторезного станка 16К20:
• Наибольший диаметр изделия, устанавливаемого над станиной, мм … 400
• Наибольший диаметр точения над нижней частью поперечного суппорта, мм … 220
• Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм … 50
• Расстояние между центрами, мм  … 710, 1000, 1400, 2000
• Наибольшая длина обтачивания, мм … 645,935, 1333, 1935
• Диапазон чисел оборотов в минуту шпинделя … 12,5 — 1600
• Пределы подач, мм/об:
  • продольных … 0,05 — 2,8
  • поперечных … 0,025 — 1,4
• Шаги нарезаемых резьб
  • метрической, мм … 0,5-112
  • дюймовой (число ниток на 1″) … 56-0,25
  • модульной (в модулях) … 0,5-112
  • питчевой (в питчах) … 56-0,25
• Диаметр отверстия в шпинделе, мм …  52
• Мощность главного электродвигателя кВт. … 10

Органы управления станка 16К20

Органы управления токарно-винторезного 16К20 показаны на рис. 1. Кинематическая схема 16К20 приведена на рис. 2.

Рис. 1. Органы управления токарно-винторезного станка повышенной точности 16К20

Рукоятки

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

Главное движение

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

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

Рис. 2 Кинематическая схема 16К20

Движение подачи

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

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

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

Продольная и поперечная подачи суппорта

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

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

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

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

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

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

1об.шп. i- t_в = t_н 

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

Нарезание многозаходной резьбы

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

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

Обработка фасонных поверхностей

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

Рис. 3 Принципиальная схема работы гидравлическою копировального суппорта

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

На рис. 3 показана принципиальная схема, поясняющая работу гидравлическою копировального суппорта. Масло от насоса 7 поступает в цилиндр, жестко связанный с продольным суппортом 5, на котором находится поперечный суппорт 2. Последний соединен со штоком цилиндра. Масло из нижней полости цилиндра через щель 1 в поршне поступает в верхнюю полость цилиндра, а затем в следящий золотник 6 и па слив. Следящий золотник конструктивно связан с суппортом. Щуп 4 золотника 6 прижимается к копиру 3 (на участке ab) при помощи пружины (на схеме не показана). При этом положении щупа масло через золотник 6 поступает на слив, а поперечный суппорт- 2 вследствие разности давлений в нижней и в верхней полостях перемещается назад. В тот момент, когда щуп окажется на участке be, он под действием копира утапливается, преодолевая сопротивление пружины. При этом слив маета из золотника 6 постепенно перекрывается. Поскольку площадь в нижней полости больше, чем в верхней, давление масла заставит перемешаться суппорт 2 вниз.

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