Токарный станок 16К20: технические характеристики и аналоги — Мекка инструмента

История серии токарно-винторезных станков от дип-200 → 1а62 → 1к62 → 16к20 → мк6056

В 1930 году на Московском станкостроительном заводе «Красный пролетарий» было принято решение о разработке нового станка токарного, стандартного, сокращенно ТС. Несколько позже его переименовали в ДИП-200 – Догоним И Перегоним, по главному лозунгу первой пятилетки, где 200 — высота центров над станиной.

25 апреля 1932 года был собран и опробован первый советский универсальный токарно-винторезный станок с коробкой скоростей — ДИП-200. К концу 1932 года было выпущено 25 ДИПов.

https://www.youtube.com/watch?v=jKAcbNx3ngc

В 1934 году осваивается выпуск станков ДИП-300, ДИП-400, ДИП-500. Впоследствии производство этих станков было передано на Рязанский станкостроительный завод. Производство станка ДИП-500 было, также, передано на Коломенский завод тяжелых станков КЗТС.

В 1937 году в ЭНИМС был разработан типаж (номенклатура типов и размеров) станков и принята единая система условных обозначений станков. По новой системе обозначений первый ДИП-200 стал называться 1Д62. Но абревиатура ДИП-200 сохранилась и по сей день — для обозначения токарного станка с высотой центров над станиной равной или близкой 200 мм.

В 1940 году завод выпустил станок 162К (26А) — один из вариантов ДИП-200.

В 1945 году завод переходит на выпуск модернизированного станка ДИП-200 (ДИП-20М, 1д62м).

В 1948 году завод переходит на выпуск станка 1А62.

В 1949-1953 году без остановки производства осуществлен переход на поточное производство токарного станка 1А62. Также в разные годы выпускались: 1620, 1Б62, 1м620, 1622.

В 1954 году был изготовлен опытный образец станка 1К62, серийное производство которого было запущено в 1956 году.

В 1956 году завод перешёл на крупносерийный выпуск нового станка 1К62. За последующие 18 лет, в течение которых они изготавливались, было выпущено 202 тысячи таких станков.

Выпускались модификации, изготовленные на базе токарно-винторезного станка 1к62: 1к625, 1к620, 1к62Б повышенной точности и др.

В 1965 году завод выпустил токарно-винторезный станок повышенной точности 16Б20П, который стал переходной моделью между 1к62 и 16к20. Коробка подач 16Б20П.070.000 и фартук 16Б20П.061.000 этого станка стали стандартом для всех последующих моделей этой серии.

В 1971 году была изготовлена опытная партия станков 16К20, в 1972 году на Лейпцигской ярмарке станок 16К20 был удостоен золотой медали.

В 1972—1973 проводилась реконструкция завода в связи с выпуском новой модели станка 16К20. Осваивается серийное производство этих станков. К концу года с конвейера сходит до 1000 таких станков в месяц. На экспорт отправляется около 10 процентов.

На основе базовой модели токарно-винторезного станка 16К20 было изготовлено множество модификаций, в том числе: 16К25, 16К20М, 16К20П, 16К20В, 16К20Г, 16К20К, 16К20Ф1, 16К20ПФ1, 16К20ВФ1 и др.

Станки с ЧПУ 16К20Ф3, 16К20Ф3С32, 16А20Ф3, 16К20Т1.

В 1988 году производство станка модели 16к20 прекращено. На смену ему пришли токарно-винторезные станки серии МК: МК6046, МК6047, МК6748, МК6056, МК6057, МК6758.

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.

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.

Особенности конструкции

Токарный станок с ЧПУ 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 с ЧПУ 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.

Конструкционные характеристики токарного станка с ЧПУ 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 оборудование намного больше времени, чем указывается в его техническом паспорте.

Широкове применение токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 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.

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).

Принцип работы и особенности конструкции станка

Токарный станок повышенной точности 16К20п сконструирован на основе базовой модели 16К20 с высокой степенью унификации функциональных узлов и деталей. Все узлы станков взаимозаменяемы, за исключением резцовых салазок: резцовые салазки станка 16К20п имеют механический привод, а на станок 16к20 они устанавливаются по особому заказу.

Повышенная точность станка 16К20п обеспечивается за счет повышенными требованиями к сборке шпиндельного узла.

Жесткая коробчатой формы станина с калеными шлифованными направляющими установлена на монолитном основании, одновременно служащим стружкосборником и резервуаром для охлаждающей жидкости.

Механизм шпиндельной бабки станка позволяет получить 4 ряда чисел оборотов шпинделя: два ряда с пределами 12 40 и 50 160 об/мин, при включенных переборах 1:32 и 1:8 и два ряда с пределами 200 630 и 500 1600, при включенных переборах 1:2 и 1,25:1. В этом случае переборы 1:32 и 1:8 выключаются.

Шпиндель с фланцевым передним концом смонтирован в прецизионных подшипниках качения, не требующих регулировки в процессе эксплуатации.

Выходной вал шпиндельной бабки через сменные зубчатые колеса соединен с коробкой подач, обеспечивающей перемещение суппорта в широком диапазоне подач от ходового вала при точении и от ходового винта при нарезании резьб. Для нарезания резьб предусмотрено непосредственное соединение ходового винта с входным валом коробки подач.

На суппорте имеются масштабные линейки с визирами для удобства определения величины перемещения резцовых и поперечных салазок в процессе работы. Новая конструкция резцедержателя улучшает стабильность фиксации.

Фартук станка 16К20П снабжен оригинальным механизмом выключения подачи суппорта, обеспечивающим высокую точность останова на жестком упоре. Комплекс ограждающих и блокировочных устройств гарантирует безопасность работы на станке.

Наиболее целесообразно использовать станок 16К20П в инструментальных и ремонтных службах в условиях мелкосерийного и единичного производства на чистовых и получистовых работах.

Класс точности станка П. При чистовой обработке деталей из конструкционных сталей шероховатость обработанной поверхности V6б.

https://www.youtube.com/watch?v=Q5NAEPuwab4

Отклонение от цилиндричности 7 мкм, конусности 20 мкм на длине 300 мм, отклонение от прямолинейности торцевой поверхности на диаметре 300 мм — 16 мкм.

Особо нужно учесть, что станок модели 16К20П является моделью повышенной точности, и во избежание потери точности не следует использовать его для черновой обработки.

Сведения о производителе токарно-винторезного станка 16к20п

Производитель токарного станка 16К20П — Московский станкостроительный завод «Красный пролетарий» им. А.И. Ефремова, основанный в 1857 году.

Первые универсальные токарно-винторезные станки с коробкой скоростей впервые в СССР начали выпускаться на Московском станкостроительном заводе «Красный пролетарий» им. А.И. Ефремова в 1932 году и получили наименование ДИП-200, ДИП-300, ДИП-400, ДИП-500 ( ДИП — Догнать И Перегнать), где 200, 300, 400, 500 — высота центров над станиной.

По мере совершенствования конструкции станков завод выпускал все более современные модели — 1А62, 1К62, 16К20, МК6056.

Станки, выпускаемые московским станкостроительным заводом красный пролетарий, кп

• 1А62 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 400
• 1К62 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 400
• 1К62Б — станок токарно-винторезный повышенной точности универсальный, Ø 400
• 1К282 — станок токарный восьмишпиндельный вертикальный, Ø 250
• 1К620 — станок токарно-винторезный универсальный с вариатором, Ø 400
• 1К625 — станок токарно-винторезный облегченный с повышенной линией центров, Ø 500
• 16А20Ф3 — станок токарный с ЧПУ, Ø 400
• 16Б20П — станок токарно-винторезный повышенной точности, Ø 400
• 16К20 — станок токарно-винторезный универсальный Ø 400
• 16К20ВФ1 — станок токарно-винторезный универсальный высокой точности с УЦИ, Ø 400
• 16К20М — станок токарно-винторезный механизированный, Ø 400
• 16К20П — станок токарно-винторезный повышенной точности, Ø 400
• 16К20ПФ1 — станок токарно-винторезный повышенной точностии с УЦИ, Ø 400
• 16К20Ф3 — станок токарный с ЧПУ, Ø 400
• 16К20Ф3С32 — станок токарный с ЧПУ, Ø 400
• 16К20Т1 — станок токарный с оперативным управлением, Ø 500
• 16К25 — станок токарно-винторезный облегченный с повышенной линией центров, Ø 500
• 162 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 420
• 1622 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 120
• 1730 — станок токарный многорезцовый копировальный полуатомат, Ø 410
• ДИП-40 (1Д64) — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 800
• ДИП-50 (1Д65) — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 1000
• ДИП-200 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 400
• ДИП-300 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 630
• ДИП-400 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 800
• ДИП-500 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 1000
• МК6046, МК6047, МК6048 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 500
• МК6056, МК6057, МК6058 — станок токарно-винторезный универсальный, Ø 500
• МК-3002 — станок токарный настольный, Ø 220

Технические характеристики

Фартук токарно-винторезного станка 16к20п

Фартук токарно-винторезного станка 16к20п

Фартук токарно-винторезного станка 16К20П. Развертка. Смотреть в увеличенном масштабе

Фартук токарно-винторезного станка 16К20П. Разрез А-А

Фартук токарно-винторезного станка 16К20П. Разрез Д-Д, И-И

Фартук токарно-винторезного станка 16К20П. Разрез К-К

Регулирование усилия, развиваемого механизмом подач, производится поворотом гайки 11. Величина усилия определяется динамометром, который нужно установить между жестким упором 47 (рис. 28) и кареткой 19 (рис. 27). Следует следить за тем, чтобы величина усилия не превышала допустимую по табл. 1 (раздел 19).

Маточная гайка 62, установленная на кронштейне 61, отрегулирована на заводе.

В случае необходимости восстановления или замены изношенной гайки при ремонте нужно воспользоваться специальными кондукторным приспособлением и метчиком, чертежи на которые могут быть высланы по запросу.

Мертвый ход винта 20 привода поперечных салазок 11, возникающий при износе гаек 22 и 23, устраняется следующим образом.

Снимается крышка 12 и при помощи выколотки (бородки) из мягкого металла отворачивается контргайка 15. Выборка зазора в винтовой паре осуществляется вращением гайки 14. Величина зазора определяется по лимбу 40 при легком поворачивании рукоятки 33. Оптимальная величина зазора в винтовой паре соответствует свободному ходу в пределах одного деления лимба. Затем контргайки 15 затягивается и устанавливается крышка 12.

Поставляемый по особому заказу задний резцедержатель 8 устанавливается на поперечных салазках, как показано на рис. 27.

Если по мере износа рукоятка 4 в зажатом положении останавливается в неудобном для токаря месте, то посредством подшлифовывания или замены проставочного кольца 1 можно установить рукоятку 4 в требуемое положение.

При понижении точности фиксации резцедержателя 43 нужно разобрать резцовую головку и произвести тщательную очистку рабочих поверхностей сопрягаемых деталей. При дроблении резцедержателя необходимо провести притирку конусов.

Установка оптимального зазора между кареткой 19 и планками 18, 64 и 66 осуществляется путем шлифования последних.

Выборка зазора в направляющих поперечных салазок 11 и резцовых салазок 9 производится подтягиванием соответствующих клиньев 52 и 42 при помощи винтов, головки которых расположены в отверстиях протекторов 41 и 49.

Для удобства определения величин перемещения резцовых и поперечных салазок при обработке деталей суппорт снабжен масштабными линейками.

На резцовых салазках 9 установлена линейка с ценой деления 1 мм.

Отсчет производится по визиру, закрепленному на поворотной части 10 суппорта.

На каретке 19 установлена линейка с ценой деления 10 мм на диаметр изделия, по которой осуществляется контроль величины перемещения поперечных салазок 11 при помощи закрепленного на них визира.

Конструкция линейки, закрепленной на каретке, предусматривает установку жесткого упора поперечных перемещений, поставляемого по особому заказу.

Жесткий микрометрический упор 47 ограничения продольных перемещений крепится на передней полке станины двумя винтами 82.

Станок модели 16К20П комплектуется суппортом с механическим приводом резцовых салазок (рис. 29, 30), который также по особому заказу может быть поставлен со станком модели 16К20П. Включение механического перемещения резцовых салазок 9 осуществляется вытягиванием на себя кнопки 122 при зажатой рукоятке 129. Величина подачи резцовых салазок равна 1/4 величины продольной подачи суппорта.

Примечание. Номерами, начинающимися со 100, обозначены детали, относящиеся только к суппорту с механическим приводом резцовых салазок. Числами меньше 100 — детали, унифицированные от суппорта с ручным перемещением резцовых салазок (рис. 27, 28).

Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16к20п

Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16к20п

Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16К20П. Развертка. Смотреть в увеличенном масштабе

Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16К20П. Разрез Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д

Шпиндельная бабка токарно-винторезного станка 16К20П. Разрез Е-Е, Ж-Ж, З-З, И-И

Чертеж шпинделя в сборе

Шпиндельная бабка жестко сбазирована на станине при сборке станка. В случае необходимости регулировки шпиндельной бабки в горизонтальной плоскости необходимо снять облицовку коробки подач, ослабить винты, крепящие переднюю бабку, и специальным регулировочным винтом отрегулировать положение оси шпинделя по пробным проточкам до необходимой точности.

При ослаблении крепления шкива 74 на конусной части вала 69 нужно подтянуть винт 70 (рис. 14).

При снижении крутящего момента нужно в первую очередь проверить натяжение ременной передачи главного привода (см. п. 13.6). Если натяжение ремней достаточное, следует отрегулировать фрикционную муфту главного привода, расположенную в шпиндельной бабке. Для этого надо открыть крышку 99 (рис. 15) шпиндельной бабки и снять маслораспределительный лоток 162 рис. 16).

Поворотом гайки 62 (рис. 14) по часовой стрелке при утопленной (нажатой) защелке 80 можно подтянуть муфту прямого вращения шпинделя, поворотом гайки 59 против часовой стрелки — муфту обратного вращения. Для облегчения регулирования муфты прямого вращения шпинделя рукоятку 8 (рис. 9) нужно повернуть влево, для облегчения регулирования муфты обратного вращения шпинделя — вправо.

Обычно достаточно повернуть гайки 59 и 62 на 1/16 оборота, т. е. на один зубец. По окончании регулирования нужно убедиться в том, что защелка 80 надежно вошла в пазы гаек 59 и 62.

При повороте гаек более чем на 1/16 оборота нужно обязательно проверить, не превышает ли крутящий момент на шпинделе допустимый по табл. 1 (см. раздел 12).

Если при максимальном числе оборотов шпинделя без изделия и патрона время его торможения превышает 1,5 с, то нужно при помощи гаек 145 подтянуть ленту тормоза.

ВНИМАНИЕ! Шпиндельные подшипники отрегулированы на заводе и не требуют дополнительного регулирования.

В случае крайней необходимости потребитель может силами высококвалифицированных специалистов прибегнуть к регулированию шпиндельных опор.

Однако перед этим необходимо проверить жесткость шпиндельного узла. Для этого на станине под фланцем шпинделя устанавливается домкрат с проверенным в лаборатории динамометром и через прокладку, предохраняющую шпиндель от повреждений, к его фланцу прилагается усилие, направленное вертикально снизу вверх.

Смещение шпинделя контролируется аттестованным индикатором с ценой деления не более 0,001 мм, устанавливаемым на шпиндельной бабке и касающимся своим измерительным наконечником верхней части фланца шпинделя. Отклонение шпинделя на 0,001 мм должно происходить при приложенном усилии не менее 45—50 кгс.

Примечание. Станки комплектуются передними шпиндельными подшипниками № 3182120 класса 4, ГОСТ 7634—56 и задними № 46216Л класса 5, ГОСТ 831—62 (см. рис. 14) или передними подшипниками № 697920Л класса 2 и задними № 17716Л класса 2 по ТУСТ 5434 (см. рис. 17). Шпиндельные подшипники заказом не регламентируются.

В настоящее время станок комплектуется передними шпиндельными подшипниками № 3182120, ГОСТ 7634—75, и задними № 46216, ГОСТ 831—75.

• снять крышку 99 (рис. 15) и маслораспределительный лоток-162 (рис. 16);
• установить рукоятки 8 и 16 (рис. 9) в нейтральное положение;
• отвернуть гайки фрикциона: гайку 62 против часовой стрелки, гайку 59 по часовой стрелке;
• винт блокировки защитного ограждения патрона вывести из зацепления с деталью 6 путем ослабления контргайки и отворачивания винта;
• установить рейку 9 и сектор 10 относительно друг друга по нулевым отметкам, нанесенным на них;
• установить муфту 4 симметрично относительно коромысла 5;
• проверить ход муфты при правом и левом включениях рукоятки 8 (величина перемещения муфты 4 должна быть в обе стороны не менее 16 мм);
• при включенном левом и правом положениях рукоятки 8 завернуть гайки 59 и 62 до полного сцепления дисков правого и левого фрикционов;
• при включенном правом положении фрикциона закрыть кожух патрона и вращением винта блокировки опустить блокировочный штырь до соприкосновения с валом-рейкой 9;
• поставить маслораспределительный лоток и закрыть крышку 99.

https://www.youtube.com/watch?v=i3G-mEH9Fls

В случае, когда фрикционная муфта работает не полностью замкнутой, необходимо произвести регулировку цепи ее управления в следующем порядке (регулировку производить только при отключенном электропитании станка):