Токарный станок 16К20: характеристики, назначение и принцип работы

Токарный станок 16К20: характеристики, назначение и принцип работы

Токарно-винторезный станок модели 16К20 относится, по классификации ЭНИМС (экспериментального научно-исследовательского института металлорежущих станков), ко второму типу первой группы классификационной таблицы. Производился на заводе «Красный пролетарий», расположенном в Москве.

  • Токарно-винторезный станок 16К20
    • Назначение
    • Заводская маркировка и обозначение
    • Технические характеристики
    • Конструкция станка
    • Основные узлы
    • Принцип работы
    • Органы управления
    • Эксплуатация
    • Ремонт

Возможности станка 16К20

Заложенные в конструкцию характеристики токарного станка 16К20 позволяют эффективно использовать его для точения поверхностей при длине заготовки до 2000 мм и массе до 1300 кг как цилиндрической, так и конусной формы. Также он может быть использован для отрезания заготовок, подготовки отверстий, подготовки различных видов резьбовых соединений – метрической, дюймовой, модульной и питчевой.

Возможности станка позволяют получать резьбы с различным шагом. Так, возможна нарезка модульных и питчевых резьб с шагом от 0,5 до 56, дюймовых резьб с шагом от 0,5 до 112 ниток на дюйм и метрических с шагом 0,5 – 112 мм. Токарно-винторезный станок обладает классом точности Н, обеспечивает отклонение от цилиндричности не более чем на 7 мкм, конусности – не более 20 мкм на 300 мм, торцевой поверхности – 16 мкм на диаметре 300 мм.

Принцип работы

Станок 16К20Ф3, технические характеристики которого позволяют выбрать до 9 скоростей вращения вала, работает следующим образом:

  1. Металлическая деталь крепится в шпинделе, приводимым в действие посредством клиноременной передачи от электрического мотора.
  2. Скорость обработки корректируется при помощи автоматической коробки и узла шпинделя.
  3. Коробка-автомат оснащена шестью электромагнитными муфтами, комбинированное включение которых позволяет выбрать требуемую скорость.
  4. Для увеличения или уменьшения оборотистости используются зубчатые колеса шпиндельной бабки. Они управляются вручную, регулируют до 12 позиций.
  5. Каретка установки приспособлена к продольному перемещению с применением электромагнитного привода.
  6. Поперечная сдвижка суппорта и резцедержателя производится через привод, зубчатое колесо и ходовой винт.
  7. Поворотный резцедержатель может монтироваться в шести положениях со сменой углов обработки и горизонтальной оси вращения плоскости. Кроме того, в этих манипуляциях участвует крепление поперечного суппорта.
  8. На резцедержателе позиционируется инструментальная головка, рассчитанная на использование не более шести резцов, обрабатывающих заготовку согласно заданной программе.

Программы управления и автоматизации процесса обработки

При использовании ЧПУ процессы по обработке деталей осуществляются с помощью установленных программ с возможностью корректировки ввода данных с клавиатуры операторского пульта, а также с применением кассет внешней памяти с отображением на дисплее, что позволяет менять характеристики обрабатываемой детали.

Для автоматизации процесса обработки оснащаются 6, 8 или 12-позиционными головками имеющими ось поворота в горизонтальной плоскости. Головка оснащена диском с возможностью установки 3 осевых и 6 радиальных приспособлений, а также 8 или 12 блоков под осевые или радиальные инструменты.

Для повышения производительности токарных станков 16К20ФЗ производится их модернизация: меняется кинематическая схема, система энергоснабжения устанавливается комплекс с ЧПУ NC-210 (прилагается полное описание, схема) производства компании «БалтСистем» из города Санкт-Петербурга, что позволяет значительно повысить точность обработки, операционные возможности и характеристики.

Основные технические характеристики

Эксплуатационные параметры и паспорт этого станка полностью соответствуют аналогу без ЧПУ. Поэтому анализ конструкции следует начать со свойств механической части – основных характеристик и шпинделя.

Общая масса станка составляет 5000 кг вместе с блоком ЧПУ. В зависимости от серии станка возможно несколько вариантов комплектации блоков электронного управления — 2Р22, Н22-1М или 2Н22-61. При этом основные паспортные технические параметры остаются неизменными:

  • шпиндель. У него диаметр отверстия составляет 5,3 см;
  • число рабочих скоростей составляет 12;
  • пределы оборотов варьируются от 12,5 до 2000 об/мин;
  • автоматических скоростей – 9;
  • диапазон переключений – 12;
  • конец по ГОСТ 12593-72 соответствует номеру «6К».

Следующим узлом для анализа возможностей станка 16К20Ф3 являются технические характеристики подачи. Они определяют степень точности положения резца и как следствие — качество обработки.

  • смещение (продольное/поперечное). Составляет 90/25 см;
  • скорость подачи, необходимой для максимально быстрого нарезания резьбы – 2000 мм/мин;
  • пределы шагов для резьбы – от 0,1 до 39,999;
  • оптимальная высота резца – 2,5 см;
  • число позиций для державки, установленной в резцедержатель – 6.

Также необходимо знать основные параметры различных типов ЧПУ станка 16К20Ф3, указанные в паспорте. Они отличаются незначительно, но это может быть важно для выполнения конкретного вида операции.

Характеристики блока управления:

  • количество координат, по которым выполняется обработка деталей – 2;
  • дискретность смещения по осям X и Y составляет 0,001 мм;
  • наличие датчика нулевого уровня. Он присутствует во всех типах, кроме 2Р22;
  • датчик обратной связи. Отсутствует в модели Н22-1М;
  • номинальная мощность электродвигателя главного привода – 11 кВт;
  • суммарная мощность оборудования составляет 22 кВт.

Для обеспечения безопасности в конструкции предусмотрен механизм принудительной остановки при открытии дверей управляющих блоков. При проведении ремонтных или пуско-наладочных работ переключатель БУ2 должен быть поставлен в положение «дверь открыта». Это подробно описано в паспорте токарного оборудования.

Для предотвращения самопроизвольного включения в схеме станка 16К20Ф3 есть нулевая защита. При снижении напряжения до 80% от номинальной она автоматически отключает оборудование.

2 Станок 16К20Ф3 – технические характеристики, паспорт

По климатическому исполнению агрегат относится к категории УХЛ4 (Государственный стандарт 15150), по точности – к классу «П» (стандарт 8–82). Первая партия станков, о которых мы говорим, была изготовлена в 1972 году, последняя – в 1980-х годах.

Некоторые агрегаты не предусматривают наличие транспортера, у других он есть. В последнем случае станок производился либо без основания для транспортера, предназначенного для удаления стружки, либо с таковым. Другие важные техпараметры оборудования приводятся ниже на примере станка, оснащенного системой ЧПУ «1Н22-61» (он чаще всего устанавливался на станок):

  • общий вес с программным комплексом (без транспортера) – 5000 кг;
  • сечение изделия, с которым можно работать над станиной – 400 мм, над суппортом – 220 мм;
  • максимальная длина детали – 1000 мм.

Характеристики (технические) шпинделя:

  • число скоростей – 22;
  • сечение отверстия – 53 мм;
  • центр пиноли – Морзе 5;
  • конец – 6К;
  • диапазон скоростей – от 12,5 до 200 об/мин в первом ряду, от 50 до 800 во втором, от 125 до 2000 в третьем (все переключаются оператором);
  • число скоростей (переключаемых в автоматическом режиме) – 9.

В револьверную головку станка допускается размещать до шести инструментов (именно столько держателей резцов она имеет). Суппорт перемещается на 250 (поперечное направление) и 900 (продольное направление) мм. При выполнении резьбы наибольшая продольная подача агрегата составляет 2000 мм в минуту, а шаги данной операции варьируются от 0,01 до 40 мм.

Другая информация о подачах станка:

  • быстрые ходы – 5000 и 7500 мм/мин (поперечные и продольные соответственно);
  • интервал стандартных скоростей – от 1 до 2000 мм/мин;
  • высота резца – 25 мм;
  • дискретность подач – 0,005 (поперечно) и 0,01 (продольно) мм.
Читайте также  Виды крепежа для дерева

Система числового программного управления токарного станка располагает следующими видами датчиков:

  • ИГР – резьбонарезной;
  • ВТ – обратной связи;
  • КВДЗ-24 – нулевого положения.

Токарный станок СТ 16к20

ПРОИЗВЕДЕНО В РОССИИ

Станки серии СТ 16к20 производства компании СтанкоМашСтрой, являются современными, модернизированными аналогами советского станка 16к20. Станки обладают высокой жёсткостью, точностью и надёжностью. Мощный привод шпинделя позволяет обрабатывать заготовки длиной до 1000 мм и диаметром до 400 мм.» >

ПРОИЗВЕДЕНО В РОССИИ

Станки серии СТ 16к20 производства компании СтанкоМашСтрой, являются современными, модернизированными аналогами советского станка 16к20. Станки обладают высокой жёсткостью, точностью и надёжностью. Мощный привод шпинделя позволяет обрабатывать заготовки длиной до 1000 мм и диаметром до 400 мм.

  • Характеристики
  • Описание
  • Комплектация
Параметры Ед. изм. 16к20 16к25Б
Максимальный диаметр обработки над станиной мм Ø400 Ø500
Максимальный диаметр обработки над суппортом мм Ø220 Ø300
Максимальная длина обрабатываемой заготовки мм 750/1000 1000/1500
Максимальная длина обточки с одного установа мм 570/820 820/1320
Диаметр отверстия в шпинделе мм Ø52 Ø82
Конус отверстия в шпинделе МТ. №6 Ø90 1:20
Передний конец шпинделя ISO 702/III № 6
штыкового типа
ISO 702/II № 8
короткого кулачково-зажимного типа
Скорость вращения шпинделя Об/мин 9-1600 9-1600
Количество скоростей шт 24 24
Максимальный крутящий момент на шпинделе Нм 1400 1400
Количество и диапазон продольных подач:
Стандартные мм/об
(дюйм/об)
0.063-2.52 (0.0023-0.0937) 0.063-2.52 (0.0023-0.0937)
Уменьшенные мм/об
(дюйм/об)
0.028-0.056 (0.0010-0.0021) 0.028-0.056 (0.0010-0.0021)
Увеличенные мм/об
(дюйм/об)
2.86-6.43 (0.1064-0.2392) 2.86-6.43 (0.1064-0.2392)
Количество и диапазон поперечных подач:
Стандартные мм/об
(дюйм/об)
0.027-1.07 (0.0011-0.0404) 0.027-1.07 (0.0011-0.0404)
Уменьшенные мм/об
(дюйм/об)
0.012-0.026 (0.0004-0.0010) 0.012-0.026 (0.0004-0.0010)
Увеличенные мм/об
(дюйм/об)
1.21-2.73 (0.0457-0.1032) 1.21-2.73 (0.0457-0.1032)
Количество и диапазон нарезания резьбы:
Метрическая резьба мм 0.5-224 0.5-224
Дюймовая резьба 72-1/8 tpi 72-1/8 tpi
Модульная резьба 0.5-112 0.5-112
Питчевая резьба 56-1/4 DP 56-1/4 DP
Продольное ускоренное перемещение Об/мин 4.5 4.5
Поперечное ускоренное перемещение м/мин 1.9 1.9
Шаг резьбы ходового винта мм 12 12
Высота шпинделя к опорной плоскости резца мм 28 28
Сечение резца мм 25х25 25х25
Угол поворота плиты ° ±90 ±90
Мах ход резцовой салазки мм 145 145
Мах ход поперечной каретки мм 320 320
Наибольшее допустимое усилие резания Н 14000 14000
Наибольшая допустимая сила подачи Н 3500 3500
Диаметр пиноли задней бабки мм Ø75 Ø75
Конус пиноли задней бабки МТ№5 МТ№5
Максимальный ход пиноли задней бабки мм 150 150
Поперечное перемещение задней бабки мм ±15 ±15
Тип главного двигателя, мощность и скорость 5АМХ132S4У3 5АМХ132S4У3
Мощность главного двигателя кВт 7.5 7.5
Скорость вращения главного двигателя Об/мин 1450 1450
Тип двигателя перемещения суппорта 2AOS 2AOS
Мощность двигателя перемещения суппорта кВт 0.250 0.250
Скорость вращения двигателя перемещения суппорта Об/мин 1360 1360
Тип насоса СОЖ Центробежный Центробежный
Тип двигателя насоса для СОЖ АИР56 А2у2 АИР56 А2у2
Мощность двигателя насоса для СОЖ кВт 0.180 0.180
Подача жидкости, на выходе из насоса для СОЖ л/мин 25/32/50 25/32/50
Клиновые ремни Серия В Серия В
Габариты станка (ДхШхВ) мм 2210/2560х1020х1350 2560/3060х1020х1350
Масса станка кг 2800/3000 3000/3200
Параметры Ед. изм. 16к20 (с выемкой в станине) 16к25Б (с выемкой в станине)
Максимальный диаметр обработки над выемкой в станине мм Ø630 Ø710
Рабочая зона выемки в станине мм 240 240

Станки предназначены для обработки цилиндрических, конических и сложных поверхностей ­ как внутренних, так и наружных, а также для нарезания резьбы. Для обработки торцевых поверхностей заготовок применяются разнообразные резцы, развертки, сверла, зенкеры, а также плашки и метчики. Станки СТ 16к20 являются универсальным оборудованием для точной обработки изделий в полном соответствии с международными стандартами качества. Мощная конструкция литой станины, закаленные и упроченные направляющие обеспечивают профессиональную обработку и надежную стабильную работу. В качестве шпиндельных опор применены подшипники особо высокой точности. Станки данной группы могут оснащаться устройством цифровой индикации на оптических линейках, что значительно упрощает достижение минимальных допусков при обработке.

Коробка скоростей

Служит для редуцирования скорости вращения шпинделя. Имеет 24 варианта выбора скорости в диапазоне от 9 до 1600 оборотов в минуту. Все шестерни и зубчатые колеса подвергались термическому упрочнению, что повышает их стойкость к изнашиванию и выкрашиванию. Система смазки обеспечивает хорошее охлаждение и снижение уровня трения, что в свою очередь стабилизирует погрешности связанные с температурной деформацией передней бабки в процессе обработки.

Коробка подач

Обеспечивает согласованное перемещение суппорта и закрепленного на нем инструмента по направляющим станка с выбранной скоростью. Используется для задания равномерной подачи при резании, а также при нарезании различных видов резьбы.

Задняя бабка

Применяется для крепления осевого режущего инструмента, а также служит в качестве дополнительной опоры, в которую устанавливается вращающийся или не вращающийся центр, при обработке детали в центрах.

Суппорт

Это часть станка предназначенная для крепления инструмента, а также обеспечивающая продольное и поперечное перемещение установленному на нем инструменту. Данный узел станка обладает большой жесткостью, что уменьшает возникновение случайных погрешностей, связанных с упругими деформациями систем суппорта при резании.

Люнеты

Служат в качестве дополнительной опоры при обработке длинномерных деталей, для уменьшения упругих деформаций детали под воздействием сил резания.

Устанавливается на станки сери СТ16К20 в качестве опции для более точного контроля продольного и поперечного перемещения инструмента, закрепленного в резцедержателе, что дает возможность оператору выполнять работы с точностью равной цене деления устройства.

Станок 16К20

Данную модель начали производить в 70-е годы XX века на Московском станкостроительном заводе, до сих пор он остаётся основным универсальным токарно-винторезным агрегатом. Он предназначен для выполнения разного вида токарных работ:

  • Обтачивание и расточка поверхностей конической и цилиндрической формы.
  • Нарезание резьбы — внутренних, наружных, дюймовых, метрических, модульных и питчевых.
  • Сверление с разными видами свёрл, зенкерования, развёртывания и другие виды работ с горячекатаного и холодного проката.

Буквенно-цифровые обозначения на оборудовании имеют свою расшифровку: цифра 1 — означает токарный станок, 6 — указывает, что станок токарно-винторезный, буква «К» на поколение агрегата, цифра 20 — высота центра (220 мм). В конце индекса также стоит ещё одна буква, в этом станке наличие буквы «П» указывает на характеристику повышенной точности.

В настоящее время агрегат уже не выпускается в таком виде, как раньше, но на его смену пришли более современные и усовершенствованные модели. Они проектируются с помощью компьютерных программ, поэтому станины имеют повышенный класс точности.

Технические характеристики токарно-винтового станка 16К20

Основные технические характеристики являются главными показателями готовности станка к выполнению широкого спектра работ.

  1. Класс точности — P.
  2. Максимальный диаметр обработки заготовки над станиной — 400 мм, точения над суппортом поперечным — 220 мм, обрабатываемого прутка — 50 мм.
  3. Максимальная длина изделия для обработки — 710, 1000,1400,2 тыс. мм.
  4. Предельное число оборотов шпинделя — 12,5–1200 об/мин.
  5. Пределы подач продольных — 0,05–2,8 мм/об, поперечных — 0,0025–1,4 мм/об.
  6. Максимально допустимое усилие механизмом подач на упоре (продольное) — 800 кгс, поперечное — 460 кгс.
  7. Максимально допустимое усилие механизмом подач на резце (продольное) — 600 кгс, поперечное — 360 кгс.
  8. Электродвигатель главного движения, его мощность — 11 квт.
  9. Наибольший вес детали, которую в состоянии обработать станок — 1300 кг.
  10. Габариты станка — длина — 2605,2795,3195, 3795 мм, ширина — 1190 мм, высота — 1500 мм.
  11. Масса токарно-винторезного станка — 2635,3005, 3225, 3685 кг.
Читайте также  Саморез для профиля гипсокартона

Все модификации станка 16К20, выполненные на его базе, имеют схожую конструкцию, поскольку максимально унифицированы. Все модели установок имеют также и другие важные показатели в процессе работы:

  • безопасность использования;
  • надёжность в работе;
  • нормальная и повышенная точность;
  • удобство обслуживания;
  • производительность;
  • долговечность при активной эксплуатации.

Агрегат запускается при помощи кнопки, её должен нажать оператор. Кнопка замыкает электрическую цепь катушки контактора. В электросхеме также есть и другие кнопки, которыми можно управлять, переключать, все они помогают:

  • Управлять перемещениями суппорта и каретки на высокой скорости — толчковая кнопка.
  • В нужный момент остановить двигатель.
  • Запустить и остановить электрический насос охлаждения.
  • В конструкции станка предусмотрено реле времени, чтобы оно могло ограничить холостой ход двигателя установки.

Зарубежные аналоги станка 16К20

CA6140A, CA6140B, CA6240A, CA6240B — производитель: Shenyang Machine Tool (Group) Co., Ltd. SMTCL Китай. Ø 400

CD6140A, CD6240A — производитель: Dalian Machine Tool Group DMTG Китай. Ø 400

CS6140, CS6140A, CS6240, CS6240A, BJ1630G, BJ1630GD — производитель: Bochi Machine Tool Group Co.,ltd. Китай. Ø 400

C6240 — производитель: Anhui Chizhou Household Machine Tool Китай. Ø 400

GH-1840 ZX — производитель: Jet Швейцария, Китай. Ø 460

C11MS — производитель: Zmm-Bulgaria Holding Ltd., ЗММ Болгария Холдинг. Ø 510

CU402 — производитель: ZMM Vratsa, ЗММ Враца, Болгария. Ø 400