Токарно-винторезный станок 16К20

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.

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.

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.

Передняя бабка токарного станка 16к20

В передней бабке собраны коробка скоростей и шпиндельный узел. Шпиндель передает заготовке вращающий момент посредством приспособлений. Для установки и центрирования приспособлений служат фланец , коническая шейка — для установки патронов, а также коническое отверстие – для установки центров. В токарных станках это отверстие выполняют по конусу Морзе. Передние концы шпинделей стандартизованы (для токарных станков с фланцевыми передними концами шпинделей ГОСТ 12593-81).

Гитара служит для настройки цепи подач с помощью подбора сменных зубчатых колес на нарезание метрической , дюймовой , модульной , питчевой резьб, а также для настройки на шаг (ход) резьбы при нарезании нестандартных резьб. В двухпарных гитарах расстояние L между валом I; валом II является постоянным. На валу II свободно установлен приклон , который крепится к стенке шпиндельной бабки с помощью болта .

Фартук токарного станка 16к20

Фартук — механизм для преобразования вращения ходового винта или ходового вала в поступательное перемещение суппорта. Суппорт получает поступательное перемещение от ходового винта посредством разъемной гайки, от ходового вала — через ряд зубчатых передач посредством зубчато-реечной передачи.

Это интересно: Токарный станок ТВ-6 — устройство, технические характеристики

Краткая история серии

Еще два года спустя, в 1934 году, происходит запуск производства таких моделей, как ДИП-300, ДИП-400, ДИП-500.

К 1937 году разрабатывают специальные типажи по номенклатуре и размерам. Принимают единую систему условных обозначений. Таким образом, первый выпущенный заводом станок получил название 1Д62, но аббревиатуру ДИП – 20 сохранили.

1940 год ознаменовался созданием станка 162К 26А, как одного из версий ДИП-200.

Затем выпускают разные модернизированные станки, и в 48 году XX века, появляется легендарный 1А62. Модели выпускались по крупносерийному тиражу.

И, наконец в 1971 году, изготавливается первый опытный образец станка 16 к 20. Станок даже получил золотую медаль на ярмарке в 72 году.

С 1972 по 1973 года производят реконструкцию на заводе, связано это с масштабным выпуском новых моделей 16К20. Компания занимается освоением серийного производства этой модели и вот в конце 1973 года месячный оборот производства достигает 1 тыс. экземпляров. Экспортируется порядка 10% от общего числа.

Затем появились различные модификации модели 16 к 20, среди которых 16 К 25, 16 К2 0М, 16 К2 0П, 16 К 20В, 16 К 20Г, 16 К 20К, 16К20Ф1, 16К20ПФ1, 16К20ВФ1 и другие. Все они были основаны на базовых стандартах модели 16 к 20.

1988 год ознаменует прекращение производства станков этой модели. Его сменила серия МК.

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Технические характеристики, чертежи и описание узлов приведены на странице .

Токарно-винторезный станок 16К20 заменил в 1972 году легендарный, но устаревший станок . Станок 16к20 превосходит станок модели 1К62 по всем качественным показателям (производительности, точности, долговечности, надежности и т. д.).

В 1988 году токарный станок 16к20 был заменен на более современный .

Кинематическая схема станка 16к20 приведена для понимания связей и взаимодействия основных элементов станка. На выносках проставлены числа зубьев (z) шестерен (звездочкой обозначено число заходов червяка).

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16К20

Кинематическая схема шпиндельной бабки токарно-винторезного станка 16К20

Структурная схема коробки скоростей токарно-винторезного станка 16К20

Привод главного движения состоит из односкоростного асинхронного электродвигателя трехфазного тока и ступенчатой механической коробки скоростей. От электродвигателя Ml с n_дв = 1460 об/мин (рис. 4.3) через клиноременную передачу с диаметром шкивов Ø 140 и Ø 268 мм вращается вал I коробки скоростей, на котором установлены свободно вращающиеся зубчатые колеса с числом зубьев z = 56 и z = 51 для прямого вращения шпинделя (по часовой стрелке) и z = 50 для обратного вращения (против часовой стрелки).

Включение прямого или обратного вращения шпинделя осуществляется с помощью двойной фрикционной муфты Мф1.

Вал III получает две скорости вращения через колеса z = 34 или z = 39.

Далее при помощи зубчатых колес z = 29, z = 21 или z = 38 и сцепляющихся с одним из соответствующих венцов z = 47, z = 55 или z = 38 и образующих тройной блок, приводится во вращение вал IV.

С вала IV вращение может передаваться непосредственно на шпиндель: через зубчатые колеса z = 60 или z = 30 на блок с z = 48, z = 60 или через валы V и VI, образующие вместе с зубчатыми колесами переборную группу. В этом случае вращение передается зубчатыми колесами z = 45 или z= 15 (на валу IV), сцепляющимися с одним из венцов блока z = 45, z = 60 (на валу V), и парами колес 18/72 и 30/60.

В шпиндельной бабке помимо коробки скоростей смонтирован перебор. Под перебором понимается дополнительная зубчатая передача, при помощи которой достигается увеличение количества скоростей шпинделя. Кроме того, наличие перебора позволяет получать низкие числа оборотов и соответственно высокие значения крутящих моментов на выходном валу коробки.

Минимальная и максимальная частоты прямого вращения шпинделя определяются:

где:

η — коэффициент проскальзывания ременной передачи, в расчетах принимают η = 0,985

n_дв – скорость вращения электродвигателя n_дв = 1460 об/мин

140/268 – отношение диаметра передающего шкива к диаметру принимающего. Диаметр ведущего шкива Ø 140, Диаметр ведомого шкива Ø 268 мм

Следует отметить, что при расчете частоты вращения шпинделя по уравнениям кинематических цепей коробки скоростей, результат может не совпадать с частотами вращения шпинделя, указанными в технических характеристиках станка, расчитанных теоретически по законам геометрического ряда (гост 8032-84).

Кинематические цепи прямого и обратного вращения шпинделя

График оборотов шпинделя токарно-винторезного станка 16к20

В зависимости от вариантов включения зубчатых колес в коробке скоростей можно получить 22 различных значения частот вращения шпинделя.

Российские аналоги станка 16К20

16ВТ20, 16ВТ20П — Производитель: Витебский станкостроительный . Ø 500

16В20, 16В20П — Производитель: Астраханский станкостроительный завод. Ø 445

МК6056, МК6057, МК6058 — Производитель: Красный пролетарий г. Москва. Современная модель, пришедшая на смену базовой модели 16К20. Ø 500

16Б16, 16Б16П, 16Б16В, 16Б16А — Производитель: Средневолжский станкостроительный завод СВЗС, г. Самара. Ø 360

Samat 400L, Samat 400M, Samat 400S — Производитель: Средневолжский станкостроительный завод СВЗС, г. Самара. Ø 400

МСТ1620М — Производитель: Минский станкостроительный завод им. Октябрьской революции МЗОР. Ø 400 КА-280 — Производитель: Киевский станкостроительный . Ø 400

ЖА-805 — Производитель: Житомирский завод станков автоматов «ВерстатУниверсалМаш». Ø 400

1 Назначение, функциональные возможности

16К20 производился Московским станкостроительным заводом «Красный Пролетарий» в период с 1971 по 1986 год. Это одна из наиболее удачных моделей советского станкостроительства, которая стала основой множества модификаций, таких как 16К25, 16К20М, 16К20М и более современных версий с ЧПУ управлением — станок 16К20ФЗ, 16А20Ф3, 16К20Т1.

Данный агрегат способен выполнять следующие технические операции:

обточка;
расточка;
подрезка торцов;
сверление;
развертывание;
зенкерование;
нарезание резьб (метрической, модульной, питчевой, дюймовой).

Среди эксплуатационных преимуществ данного агрегата в сравнении с тогдашними аналогами выделим надежность, точность обработки, простоту обслуживания, выносливость и высокую производительность.

Общий вид станка 16К20

Универсальный станок 16К20 обладает следующими характерными особенностями:

жесткую конструкцию станины, которая имеет коробчатую форму и стоит на основании в виде монолитной плиты, станина укомплектована направляющими из каленой стали;
возможность фиксации обрабатываемых заготовок в патроне либо в центрах;
усиленная конструкция резцедержателя, обеспечивающая максимально надежную фиксацию рабочего инструмента;
установленный на прецизионных подшипниках качения шпиндель;
оснастка множеством ограничительных и блокирующих механизмов, за счет которых достигается безопасность работы;
наличие масштабных линеек с визирами, дающих возможность оператору выставить резцовые салазки предельно точно;
комплектация устройством отключения подачи суппорта.

Советскими предприятиями производились аналоги данной модели, наиболее распространенными из которых являются: ЖА-805, МК6058, КА-280 и 16ВТ20.

1.1 Технические характеристики

Рассмотрим основные параметры токарного станка 16К20:

группа точности (в соответствии с ГОСТ №8-82) — Н;
максимальные диаметры обработки: над станиной — 400 мм, над суппортом — 220 мм;
высота центров над направляющими — 215 мм;
длина обрабатываемых деталей при установке в центрах: от 710 до 2000 мм;
расстояние от центров до резцедержателя — до 225 мм;
вес обрабатываемых заготовок: в центре — до 130 кг, в патроне — до 200 кг.

Параметры шпиндельного узла 16К20:

диаметр отверстия — 52 мм;
диаметр прутка — 50 мм;
частота вращения шпинделя — от 12 до 1600 об, на реверсном ходу — от 19 до 1900 об/мин;
количество скоростей шпинделя: на прямом ходу — 22, на реверсном — 11;
тип конуса шпинделя — Морзе 6К;
тип конца шпинделя — 6К;
фланец шпинделя — Ø170;
максимальный крутящий момент — 1000 Нм.

Конструкция станка 16К20

Параметры подачи:

длина перемещений: продольного — от 646 до 1935 мм, поперечного — 300 мм;
скорость перемещений: продольного — 3800, поперечного — 1900 мм/мин;
диапазон подач: продольных — от 0.05 до 2.9, поперечных — 0.025 до 1.4 мм/об;
количество подач в обеих направлениях — 42;
максимальные усилия подачи: продольной — 5584, поперечно — 3530 Н.

Параметры резцовых салазок:

длина перемещения салазок — 150 мм;
шаг перемещение на одно деление — 0.05 мм;
угол поворота — до 90 градусов;
сечение фиксатора резца — 25*25 мм;
количество резцов в одной салазке — 4 шт.

Параметры задней бабки:

тип конуса бабки — Морзе 5;
максимальное перемещение пиноли — 150 мм;
шаг перемещения бабки на 1 деление лимба — 0.1;
величина смещения бабки в поперечном направлении — 15 мм.

На станок установлены 3 электродвигателя: основной — мощностью 11 кВт, мотор насоса подачи СОЖ — 0.125 кВт и привод быстрой подачи шпинделя — 0.12 кВт. Габариты 16К20 составляют 279*119*150 см, полный вес агрегата — 3010 кг.

Назначение станка

В начале 70-х советский маш 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.

Обеспечение комплексами с ЧПУ

Станок 16к20ф3 без системы числового управления и транспортера имеет размер 3700х2210х1650 мм по длине, ширине, высоте соответственно. Масса установки составляет 4000 кг. Данные приводятся для варианта поставки без транспортера.

СС-221-02Р;
Электроника НЦ-31;
Контур 2ПТ-71;
СС221-02Р Алкатель;
Н22-1М;
ЭМ-907.

Приведенный список достаточно краткий. Чтобы потребитель понимал, какое именно оборудование представлено его вниманию — предусматривается отдельная маркировка. К названию 16к20ф3 добавляется индекс, к примеру, С2 или С18. По этому параметру специалисты сразу определяют, какой в системе установлен привод (Приз, Кемрон, Размер) и блок ЧПУ, а также оценивают общие возможности оборудования в разрезе списка выполняемых операций.

Технические возможности и характеристики 16К20

Токарно-винторезные станки 16К20 (а также их аналоги) отличаются следующими характеристиками.

Шпиндель может вращаться в диапазоне частот 12,5–1600 об/мин.
Допускается обработка деталей, максимальное сечение которых составляет 310 мм над выемкой, 400 мм над станиной и 220 мм над суппортом.
Быстрые перемещения в поперечном направлении могут совершаться со скоростью 1,9 м/мин, продольные – 3,8 м/мин.
Технические возможности токарно-винторезного станка 16К20 позволяют получать на нем резьбы с различными параметрами. Их шаг может находиться в диапазоне: 0,5–56 (модульные и питчевые), 0,5–112 ниток на дюйм (дюймовые), 0,5–112 мм – для метрических.
Длина заготовки может составлять до 2000 мм.
Количество продольных и поперечных подач – 22 и 24 соответственно. Диапазон продольных подач составляет 0,05–2,8 мм/об, поперечных – 0,025–1,4 мм/об.
Характеристики станка 16К20 позволяют обрабатывать заготовки весом до 1300 кг.
Для вращения шпинделя можно выбрать одну из 22 скоростей (прямых).
Отверстие в шпинделе имеет диаметр 52 мм.

С кинематической схемой станка можно ознакомиться на фото ниже:

Кинематическая схема станка 16К20 (нажмите, чтобы увеличить)

В зависимости от длины, указываемой в паспорте оборудования, вес станка 16К20 может составлять:

3685 кг (для модели с длиной 3795 мм);
3225 кг (3195 мм);
3005 кг (2795 мм);
2835 кг (2505 мм).

Мощность двигателя гидравлической станции и главного привода станка 16К20 (по паспорту и фактическая) составляет 11 кВт. Соответственно, этот показатель и принимают за мощность данной модели.

Органы управления станка 16К20

Для запуска токарно-винторезного станка 16К20 оператору необходимо нажать кнопку, при помощи которой в контакторной катушке замыкается электрическая цепь. Кроме основной кнопки, в устройстве станка предусмотрен еще ряд элементов, посредством которых осуществляется управление следующими опциями оборудования:

перемещение суппорта оборудования и каретки на высоких скоростях (управление этой опцией осуществляется посредством так называемой толчковой кнопки);
остановка вращения двигателя оборудования;
запуск и прекращение работы насоса для подачи охлаждающей жидкости.

В электрической схеме токарно-винторезного станка 16К20 также имеется специальное реле, которое служит для ограничения величины холостого хода двигателя. С самой схемой можно ознакомиться ниже:

Принципиальная электрическая схема токарного станка 16К20 (нажмите, чтобы увеличить)

Рукоятки, расположенные на корпусе станка, служат для решения таких задач, как:

выбор вида выполняемых работ: тип нарезаемой резьбы и характеристики подачи;
фиксация пиноли;
управление фрикционной муфтой;
перемещение каретки и продольное передвижение салазок;
задание шага резьбы и значения подачи для ее выполнения;
отключение коробки подач – для тех случаев, если резьба нарезается напрямую;
выбор режима вращения шпинделя – количество оборотов;
включение и отключение гайки ходового винта;
кнопка запуска вводного автоматического выключателя;
выбор направления нарезания резьбы;
выбор режима для нарезания резьбы с нормальным или увеличенным шагом.

На станках 16К20 может использоваться люнет, который призван предотвращать прогибание заготовки в ходе работы, а также помогает зафиксировать ее, тем самым повышая точность обработки. Выглядит люнет следующим образом:

Люнет для токарно-винторезного станка 16К20

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.

Устройство и принцип работы

Станок токарный 16К20ФЗ используется для работ, осуществляемых при обработке внутренних и внешних поверхностей изделий по заранее установленной программе. В основном производится отделка изделий с габаритами внутренней поверхности не превышающими — 100 см, наружной — 40 см.

Конструкция и кинематическая схема токарного станка 16К20ФЗ выполнена по традиционной компоновке соответствующей универсальным нормам и имеющая характеристики допускающие, производить широкий перечень операций. Оборудование состоит из агрегатов и механизмов:

основания;
станины;
каретки суппорта;
поворотного резцедержателя;
задней бабки;
направляющих;
коробки передач автоматической;
шпиндельной бабки;
электромагнитных муфт;
приводов (поперечных и продольных);
гидроусилителя.

Металлическая заготовка фиксируется в шпинделе, который приводится во вращательное движение с помощью электродвигателя обеспечивающего работу посредством клиноременной передачи, скорость которой регулируется за счет автоматической коробки и коробки скоростей шпиндельной бабки. АКП имеет 6 электромагнитных муфт, которые с помощью их комбинированного включения выбирают необходимую 1 из 9 возможных скоростей вращения вала.

Кинематическая схема 16К20Ф3

Для изменения скорости вращения используются зубчатые колеса шпиндельной бабки, которые имеют ручное переключение и способны регулировать вращение в 12 режимах.

Каретка станка имеет способность совершать продольные смещения с использованием электромагнитного привода. Поперечная передача суппорта с резцедержателем осуществляется с помощью привода, зубчатого колеса, ходового винта.

Револьверная головка 16К20Ф3

Поворотный резцедержатель можно устанавливать в шести позициях меняя углы с горизонтальной осью вращения плоскости и креплением на поперечном суппорте. Резцедержатель позиционирует инструментальную головку, в которой можно крепить до шести резцов используемых для отделки заготовки согласно заданной программе.

Гидропривод, в который входят гидростанция и два гидроусилителя комплектуется:

регулирующим насосом;
приводом;
емкостью с маслом;
аппаратурой управления.

Механизмы гидропривода обеспечивают все основные процессы, связанные с операциями функционирования агрегатов.