Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 – это символ технического мастерства и инженерного вдохновения, объединенные в одном устройстве. С его помощью осуществляется точная обработка деталей, создание сложных механизмов и изделий, что делает его неотъемлемой частью промышленности и производства. В этой статье мы рассмотрим историю создания, особенности конструкции, технические характеристики, сферы применения, а также преимущества и недостатки токарного станка 16К20Ф3.
16К20Ф3 – это патронно-центровой токарный станок, его основное предназначение – это токарная обработка деталей типа тел вращения в замкнутом полуавтоматическом цикле. Токарный 16К20Ф3 с ЧПУ был выполнен на базе токарно-винторезного станка 16К20. Также он предназначен для обработки деталей с криволинейным или ступенчатым профилем в осевом сечении.
История создания станка
Первый ручной прародитель автоматического оборудования, был изобретен в 1932 году на Московском заводе. В период с 40 до 50 годы прошлого столетия, многие конструкторские бюро во всем мире обсуждали и делали попытки разработать автоматическое управление технологического процесса. В СССР также велись такие исследования, результатом которых, стали разнообразные модификации первой модели.
На заре индустриализации СССР, в 1930 году, коллектив флагмана отечественного станкостроения – завода «Красный пролетарий» в Москве – приступил к важнейшему производственному проекту. Предприятие начало работу над созданием принципиально нового токарного оборудования, получившего аббревиатуру ТС. Поэтому иногда можно встреть такую аббревиатуру токарный станок ТС16К20Ф3.
Конструкция модели 16К20Ф3 берет свое начало от классического токарного станка 16К20, что обусловило идентичность их основных технических характеристик, архитектуры и принципов работы. Благодаря такому подходу к проектированию удалось сохранить преемственность конструктивных решений между этими промышленными станками.
За долгие годы своего существования, конструкция не раз показывала себя с самой лучшей стороны, стала основой для разработки новых, технически совершенных станков, которые и заняли место первого серийника. Выпуск токарного станка 16К20Ф3 прекратили в конце 80х годов прошлого столетия, но техника по сей день прекрасно справляется со своими производственными задачами.
Особенности конструкции
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3 работает в сложных условиях и с прочными материалами, которые он должен обработать для получения точной и качественной детали. Поэтому серию отличает высокая надежность, прочность и эффективность с огромным функционалом.
Основная задача – полуавтоматическая обработка в замкнутом цикле широкого ассортимента деталей и изделий.
В конструкции токарного станка 16К20Ф3 предусмотрены направляющие, спроектированные таким образом, чтобы меньше подвергать их износу. Система создана таким образом, чтобы все узлы и элементы, работали в полном согласовании друг с другом. В результате получают уникальные по свойствам изделия.
Торцевая часть главного вала (шпинделя) спроектирована в соответствии с отраслевыми нормативами ГОСТ 12593, которые также соответствуют международным стандартам DIN 55027 и ИСО 702-3-75. Конструкция включает специальную подвижную шайбу и конусное центрирующее устройство с соотношением сторон 1:4 (что соответствует углу 7 градусов 7 минут 30 секунд). Базовый диаметр конической части составляет 106,375 миллиметров, а сам шпиндельный узел относится к типоразмеру 6. Во внутренней части вала предусмотрено посадочное место с конусом Морзе 6-го размера, предназначенное для установки различного режущего инструмента. Конструкция рассчитана на работу с токарными патронами стандартных типоразмеров – 200 или 250 миллиметров в диаметре, что обеспечивает универсальность применения станка при обработке заготовок различных габаритов.
Конструкционные характеристики токарного станка 16К20Ф3:
- наличие числового программного управления, благодаря которой обеспечивается бесперебойный и правильный процесс производства;
- высокая степень прочности несущих элементов;
- станки оборудуются сигнализаторами, что обеспечивает обратную связь;
- все модели и модификации являются устойчивыми к вибрациям;
- предусмотрены особые системы прогрева гидравлики перед непосредственным запуском оборудования. Это уменьшает риски термодеформации.
Эксплуатация всегда должна соответствовать всем техническим требованиям, с соблюдением очередности этапов производства (черновая и чистовая обработка, дополнительная отделка детали).
В процессе эксплуатации важно соблюдать определенные факторы, которые обеспечивают успешность выполнения задач:
- заготовка должна быть прочно закреплена;
- корректность поставленной задачи;
- в наличии всегда должен быть ассортимент материалов и инструментов;
- торец заготовки оси вращения устанавливается строго перпендикулярно;
- на боковой поверхности обрабатываемого изделия, не должно быть никаких выпирающих частей;
- строгий контроль выполнения всех операций, проведение регулярной заточки инструмента и своевременная замена износившихся частей.
Эти мероприятия позволят эксплуатировать токарно-винторезные станки с ЧПУ 16К20Ф3 намного больше времени, чем указывается в их техническом паспорте.
Широкове применение станок токарно-винторезный16К20Ф3 нашел в мелкосерийном производстве, для обработки внутренних и внешних частей заготовки с длиной около 100 и шириной – 40 см.
Основные процессы, выполняемые программным обеспечением:
- создание резьбы;
- плавное переключение скорости работы (вращения) шпинделя;
- определение индексации головки для нарезания резьбы;
- формообразование;
- изменение параметров подачи.
Читайте также: программа mach3 (mach-3) для управления станком с ЧПУ, детальное описание
Обеспечить четкое выполнение всех рабочих процессов, позволяет внимательных подход к программированию техники. По сути, программа разрабатывается для каждой задачи отдельно, включает в себя разные этапы обработки и отделки (позиционные этапы, вспомогательные, и прочие переходы).
Технические характеристики 16К20Ф3
Маркировка
Расшифровка маркировки токарного станка16К20Ф3.
- 1 – токарный;
- 6 – токарно-винторезный;
- К – период производства;
- 20 – высота центров (в см);
- ФЗ – оснащение системой ЧПУ.
Габариты и вес
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3 обладает следующими характеристиками:
- вес станка без транспортера, с установленным программным комплексом: 5000 кг;
- компактная конструкция с габаритами 3360х1710х1750 миллиметров.
Читайте также: токарный станок 1М61 описание, технические характеристики
Конструктивно, станок токарно-винторезный 16К20Ф3 является комплексом важных механизмов, модулей и узлов. Основными комплектующими являются:
- прочный корпус и станина;
- направляющие элементы;
- электромагнитные муфты;
- усилитель гидравлики;
- коробка передач (автоматическая);
- бабка (задняя и шпиндельная);
- поперечный и продольный приводы.
Такой тип комплектации токарного станка 16К20Ф3 считается высокотехнологическим и обеспечивает эффективную производительность, позволяет выполнять множество функций.
Мощность
Мощность токарного станка 16К20Ф3 определяется его электродвигателем, который обеспечивает необходимый крутящий момент для обработки различных материалов. Двигатель представляет собой производительный узел, который способен обеспечить крутящийся момент до 800 Нм, мощность -11 кВт. Пределы частот вращения шпинделя: шпиндель может вращаться с частотой 35 – 1600 об/мин.
Длина обработки деталей
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3 работает с деталями наружный диаметр которых не превышает 400 миллиметров, длина внутренних поверхностей не превышает 1000 миллиметров.
ЧПУ
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3 комплектуется совокупностью числового управления с предусмотренными проектом датчиками и разнообразными функциями, предназначенными:
- создания резьбы;
- изменения количества оборотов шпинделя;
- проведения индексации нарезающих элементов;
- проверки перемещений формообразования;
- вариация числа передач.
Токарный 16К20Ф3 запускается в работу при помощи команды от комплекса программирования или пульта управления. Если будет некорректное составление программы, электросхема заблокирует пуск или работу – эта функция предусмотрена на случай неправильной команды.
ЧПУ помогает быстро и качественно обрабатывать заготовки с помощью уже установленных программ. При необходимости, можно корректировать управление. Любая информация отображается не экране, что помогает вести визуальный контроль за процессами и в случае необходимости, быстро вносить изменения.
Сегодня, благодаря инновационным технологиям, станок токарно-винторезный 16К20Ф3 возможно модифицировать и сделать из него более функциональное устройство, с широким спектром возможностей. При улучшении характеристик, часто подвергают изменениям кинематические схемы, создается другой вариант подключения в подаче электроэнергии. К модели подходят современные ЧПУ (NC-210), с помощью которого получают высокую степень точности отделки изделий и расширяют функциональность. Отмечается и еще один момент модификации: повышаются технические характеристики.
Читайте также: токарный станок 1Е61МТ описание, технические характеристики
Кинематическая схема
Кинематическая схема токарного станка 16К20Ф3 определяет движение и взаимодействие его компонентов во время работы. Эффективная кинематическая схема способствует минимизации времени обработки и повышению качества изделий.
Кинематика токарного станка выглядит так. Основное рабочее движение в станке модели 16К20Ф3 осуществляется через шпиндельный узел (VI), приводимый в действие электрическим двигателем M1. Система включает автоматизированный механизм переключения скоростей (АКС, узел 5), оснащенный электромагнитными муфтами для плавного изменения скоростных режимов. Соединение между двигательным агрегатом, коробкой скоростей и шпиндельной бабкой обеспечивается посредством клиновидных ременных передач.
В конструкции передней бабки реализована система трансмиссии, где вращательное движение с вала IV через систему зубчатых колес передается на вал V с последующим распределением на шпиндель VI. Конструкция обеспечивает два диапазона частот вращения: при активации первой зубчатой пары достигается диапазон 35-560 оборотов в минуту, при включении второй – 100-1600 оборотов в минуту. Несмотря на теоретические 18 скоростей (9+9), фактически станок имеет 12 рабочих частот из-за совпадения шести позиций в диапазоне от 35 до 1600 оборотов в минуту.
Станок оснащен двумя типами приводов подач: шаговым электрогидравлическим (для систем с разомкнутым циклом ЧПУ) и приводом на основе регулируемых электродвигателей постоянного тока. Особенностью конструкции является применение прецизионных без зазорных шариковых передач (узлы 9 и 10) с различными шагами: 10 мм для продольного и 5 мм для поперечного перемещения. Точность позиционирования каретки 2 обеспечивается датчиками обратной связи (10 и 11), получающими вращение от ходовых винтов через специальные без зазорные зубчатые механизмы.
Для выполнения резьбонарезных операций станок укомплектован специализированным датчиком ВЕ-51 (узел 12), также работающим через без зазорную зубчатую передачу. Механизм поворота резцедержателя приводится в действие электродвигателем М4 через сложную кинематическую цепь: при начальном движении муфта М1 смещает вал VII влево, что приводит к расцеплению плоскозубой муфты М2 и повороту резцедержателя. Позиционирование контролируется блоком концевых выключателей (узел 13). После достижения требуемого положения меняется направление вращения двигателя М4 и муфты М1, что приводит к смещению вала VII вправо, сжатию пружины 14 и фиксации резцедержателя муфтой М2. После этих подготовительных операций начинается непосредственно процесс механической обработки детали.
Паспорт
Скачать бесплатно паспорт 16К20Ф3 Станок токарный патронно-центровой с ЧПУ.
Преимущества и недостатки станка
Благодаря унифицированной конструкции, токарный 16К20Ф3 позволит решать даже самые сложные производственные операции. Основным достоинством станка, специалисты называют возможность проведения модернизации, используя различные ЧПУ. Процесс смены программирования довольно прост.
Кроме вышеозначенного свойства, станок токарно-винторезный 16К20Ф3 имеет еще несколько преимуществ:
- уровень производительности, благодаря которому, можно изготавливать за смену большой объем продукции;
- нет необходимости в проведении предварительных прогоночных работах и настройках в ручном режиме;
- точность обработки деталей является одной из самых лучших;
- скорость работы соответствует современным стандартам функционирования подобной техники;
- в данной модели присутствует минимальное количество переустановок заготовки;
- конструкция отличается надежностью и прочностью всех узлов;
- габариты и вес токарного станка 16К20Ф3 позволяют проводить монтаж тяжелых деталей;
- доступная стоимость.
Широкое производство токарного станка 16К20Ф3 давно прекращено, но станок все еще можно приобрести: даже в б/у состоянии, оборудование работает эффективно и продуктивно. Многие цеха предлагают приобрести различные марки и серии токарных механизмов.
Если говорить о существенных недостатках техники, то их нет: токарный 16К20Ф3 при правильной эксплуатации, соблюдении сроков смены износившихся частей, гарантирует долгий срок службы, отличное качество производимых продуктов. Сейчас можно воспользоваться услугами модернизации, чтобы превратить старое устройство, в инновационный и функциональный станок.
Сферы применения
Станок токарно-винторезный 16К20Ф3 актуален для выпуска деталей с разной степенью точности исполнения. Применяют для серийного производства и небольших партий изделий. Токарный 16К20Ф3 отлично справляется с формовкой очень сложного контура.
Цена в полной комплектации
Цена на станок токарно-винторезный 16К20Ф3 в полной комплектации может значительно варьироваться в зависимости от различных факторов, таких как страна производства, технические характеристики, дополнительные опции и аксессуары, а также текущая экономическая ситуация. Приблизительная цена может быть представлена в диапазоне от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч долларов США.
По сей день токарный станок с ЧПУ считается одной из самых успешных моделей оборудования, на основе которой, отечественные и зарубежные инженеры разрабатывали и создают аналоги, которые успешно функционируют на крупных и мелкосерийных производствах разнообразной продукции с отличными качественными характеристиками.
Помимо самого станка, можно пробрести разные комплектующие и запасные части: модель считается универсальной и к ней подходят многие элементы, выпущенные для других серий токарного оборудования.
