Svarv

Svarv  - en maskin för att skära ( svarva ) arbetsstycken gjorda av metaller , trä och andra material i form av rotationskroppar. På svarvar utför de grov- och finsvarvning av cylindriska, koniska och formade ytor, gängning , trimning och slutbearbetning, borrning , försänkning och brotschning , etc. Arbetsstycket får rotation från spindeln , fräsen  - skärverktyget - rör sig längs med med skjutmåttetfrån drivaxeln eller ledarskruven, som tar emot rotation från matningsmekanismen.

En betydande del av maskinparken utgörs av maskiner från svarvgruppen. Den inkluderar, enligt klassificeringen av Experimental Research Institute of Metal-cutting Machine Tools, nio typer av verktygsmaskiner som skiljer sig åt i syfte, designlayout, grad av automatisering och andra funktioner.

Användningen av ytterligare specialanordningar på maskiner (för slipning , fräsning , borrning av radiella hål och andra typer av bearbetning) utökar utrustningens tekniska kapacitet avsevärt .

Svarvar, halvautomatiska maskiner och automatiska maskiner, beroende på platsen för spindeln , som bär en anordning för att ställa in arbetsstyckets arbetsstycke , är indelade i horisontella och vertikala. Vertikala maskiner är främst konstruerade för att bearbeta delar med betydande massa, stor diameter och relativt liten längd.

De vanligaste svarvarna under sovjettiden är 1K62 och 16K20 .

Skapande historia

Svarven är ett gammalt verktyg. De tidigaste bevisen på en svarv går tillbaka till det gamla Egypten omkring 1300 f.Kr. [1] . Det finns också få bevis för dess existens i den mykenska civilisationen från 1700- eller 1300-talet f.Kr. e. [2] .

Tydliga bevis på bearbetade artefakter upptäcktes på 600-talet f.Kr.: fragment av en träskål i en etruskisk grav i norra Italien, och två platta träplattor med dekorativa bearbetade kanter i det moderna Turkiet [3] .

Under perioden av de krigförande staterna i Kina, ca 400 f.Kr. e. de gamla kineserna använde svarvar för att vässa verktyg och vapen i industriell skala [4] .

Den första kända målningen som visar en svarv är från 300-talet f.Kr. i det antika Egypten [5] .

Svarven var mycket viktig för den industriella revolutionen. Det är känt som "verktygsmaskinernas moder" eftersom det var den första verktygsmaskinen som ledde till uppfinningen av andra verktygsmaskiner [6] .

År 1717 uppfann Andrei Konstantinovich Nartov , "hovvändaren av Hans Majestät kejsaren av Peter den store", för första gången en skruvsvarv med en mekaniserad bromsok och en uppsättning utbytbara kugghjul [7] . Under den tidens svarvar klämdes skäraren i en speciell hållare, som flyttades manuellt och tryckte mot arbetsstycket. Kvaliteten berodde bara på noggrannheten i mästarens händer, särskilt eftersom svarvar vid den tiden redan användes för bearbetning av metall, inte träprodukter. Endast en mycket skicklig hantverkare kunde skära gängor i bultar, applicera komplexa mönster på ett arbetsstycke, göra kugghjul med fina tänder. I sin maskin fixade Nartov inte bara skäraren utan tillämpade också följande schema: kopieringsfingret och bromsoket sattes i rörelse av en ledskruv, men med olika skärsteg under skäraren och under kopiatorn. Således säkerställdes automatisk rörelse av bromsoket längs axeln för arbetsstycket som bearbetades. Maskinen gjorde det möjligt att slipa de mest komplexa mönstren på nästan vilken yta som helst. Paradoxalt nog, trots alla ytterligare förbättringar av den mekaniserade bromsok som uppfanns av Nartov, har principen för dess funktion förblivit densamma i vår tid [8] . De första Nartov-svarvarna förvaras i Hermitage-samlingen som mästerverk av ingenjörskonst från 1700-talet [9] .

Den första fullt dokumenterade svarven i helt metall uppfanns av Jacques de Vaucanson omkring 1751. Det beskrevs i Encyclopedia.

En viktig tidig svarv i Storbritannien var den horisontella borrmaskinen som installerades 1772 vid Royal Arsenal i . Den var hästdragen och gjorde det möjligt att producera mycket mer exakta och kraftfulla kanoner, som användes med framgång i det amerikanska revolutionskriget i slutet av 1700-talet. En av de viktigaste egenskaperna hos denna maskin var att arbetsstycket roterade i motsats till verktyget, vilket gjorde den tekniskt sett till en svarv. Henry Maudslay, som senare förbättrade många svarvar, arbetade vid Royal Arsenal från 1783 [10] . En detaljerad beskrivning av Vaucansons svarv publicerades årtionden innan Maudslay fulländade sin version. Det är troligt att Maudsley var omedveten om Vaucansons arbete, eftersom hans första versioner av glidstoppet hade många fel som inte hittades i Vaucansons svarv.

Under den industriella revolutionen överfördes mekaniserad kraft genererad av vattenhjul eller ångmotorer till svarven via en linjär axel, vilket möjliggör snabbare och enklare arbete. Metallbearbetningssvarvar har utvecklats till tyngre maskiner med tjockare, styvare delar. Mellan slutet av 1800- och mitten av 1900-talet ersatte individuella elmotorer på varje svarv den linjära axeln som kraftkälla. Från och med 1950-talet användes servomekanismer för att styra svarvar och andra verktygsmaskiner med numerisk styrning, som ofta kombinerades med datorer för att skapa numerisk styrning (CNC). Idag existerar manuella svarvar och CNC-svarvar i tillverkningsindustrin.

Typer av svarvar

Olika former av svarvar finns i olika format och specifikationer. Det finns träbearbetningssvarvar, metallbearbetningsmaskiner och maskiner som används för dekorativ svarvning, glasbearbetning och diamantskärning. Det finns lätta svarvar som är användbara för mjukt arbete, som i miniverktygsrum, eller för praktiska applikationer eller demonstrationer. Det finns kraftfulla svarvar som används för massproduktion i kraftverk, stål- och pappersbruk, varvs- och fordonsindustri, gruvindustri, textilindustri.

Skruvsvarv

Skruvsvarven är designad för att utföra en mängd olika svarvoperationer på järnhaltiga och icke- järnmetaller , inklusive svarvkoner, skärande metriska, modulära, tum- och stigningsgängor . Det är den mest kända och klassiska bland alla verktygsmaskiner.

Skruvsvarvar är de mest mångsidiga maskinerna i svarvgruppen och används huvudsakligen i enstycks- och småskalig produktion. Maskinernas strukturella layout är nästan densamma. Huvudnoderna för maskinen 16K20 som exempel är:

Bromsoket består av en nedre slid (vagn) som rör sig längs ramstyrningarna. Längs den nedre slädens styrningar rör sig tvärsläden i riktning vinkelrätt mot mittlinjen, på vilken skärvagnen med verktygshållarna är placerad. Skärvagnen är monterad på ett vridbord som kan ställas i vinkel mot maskinens mittlinje.

Maskinernas huvudparametrar är den största diametern på arbetsstycket ovanför bädden och det största avståndet mellan centra. En viktig dimension på maskinen är också den största diametern på arbetsstycket som bearbetas över tjocklekens tvärglid.

Noggrannheten hos skruvskärsvarvar

Skruvsvarvar är indelade i fem klasser efter noggrannhet:

förhöjd - P
normal - H
hög - B
särskilt hög noggrannhet - A
särskilt exakt bearbetning - C

Vridande och roterande

Karusellmaskinens huvudfunktion är det vertikala arrangemanget av rotationsaxeln. Dessa maskiner är designade för all svarvning (svarvning och borrning av cylindriska och koniska ytor, trimning av ändar, skärning av spår, gängning med en fräs) av stora delar. När du utrustar maskinen med ytterligare enheter kan de skärpa formade ytor på en kopiator. Vid montering av fixturer på en karusell kan fräsning och slipning utföras.

Huvudenheten är ett bord med en frontplatta på vilken arbetsstycket är fäst. En travers rör sig längs två ställningar förbundna med en portal (analog av guider). Det finns två bromsok på traversen. Höger bromsok roterar. Den består av en längsgående vagn och en skjutreglage som rör sig vertikalt. Tornet är placerat på reglaget. Hållare med verktyg är installerade i tornets hål. Tornet används vid kapning av ändar vid borrning av hål, ibland för bearbetning av yttre ytor. Den andra bromsok kallas en tråkig bromsok. Den består av en längsgående vagn, på vilken en roterande del är monterad, på vilken det finns en glidare, på vilken verktygshållaren är monterad. Borrstången används för borrhål, invändig räfflor och konisk bearbetning. På höger sida finns ett sidomått. Den består av en längsgående vagn, en glidare och en verktygshållare och är designad för bearbetning av yttre ytor.

Den karakteristiska storleken på roterande maskiner är diametern på frontplattan. Beroende på denna storlek finns det maskiner med en kolumn (med en frontplåtsdiameter ≤ 2000 mm) och tvåkolonn (med en diameter över 2000 mm).

Maskinrörelser:

Frontal (frontsvarv) maskin

En maskin med en relativt kort bädd och en hög rotationsaxel (till exempel 1A693), utformad för att vrida korta delar med stor diameter, huvudsakligen från änden ("på pannan"). Har ofta ingen ändstock. På grund av det stora utrymmet och spindelns horisontella rotation är svarvarna lämpliga för bearbetning av flertonsdelar med kort längd. Men på grund av de allvarliga belastningarna på spindelgruppen och svårigheten att montera arbetsstycken, ersätts frontalmaskiner ofta i produktionen med roterande maskiner.

Tornsvarv

Revolversvarven används för att bearbeta arbetsstycken eller delar från en kalibrerad stång.

Följande typer av svarvning utförs på maskinen: svarvning, borrning , borrning , försänkning , brotschning , formsvarvning , gängning med kranar , stansar och fräsar utförs av en robot.

Automatisk längsgående vändning

Automatiska längsgående svarvar används vid tillverkning av små seriedelar av kalldragen , kalibrerad stång , formad profil och lindad tråd .

Maskinen kan utföra svarvning av olika material - från koppar till legerat stål .

Huvudsakligen automatiska längsgående svarvar används i storskalig och massproduktion, men kan också användas i serieproduktion vid konstruktion och tillverkning av nödvändig utrustning för tillverkning av speciella grupper av delar med maximal användning av samma uppsättning av delar. kammar , spänn- och matarhylsor , hållare och verktyg.

Anordningen för en automatisk svarv med ett fast spindelhuvud är som följer. Spindelhuvudet är fixerat på ramens övre plan . På dess främre plan finns en platta för installation av speciella enheter. På det bakre planet av headstocken finns ett svängstopp, och på toppen - en vertikal bromsok . På sängens övre plan finns även drivningar för enheter, en spindel- eller revolverdrivning och drivningar för tvärgående bromsok. Istället för en svarvchuck använder en längsgående svarvmaskin en spännhylsa . Detta beslut beror på den lilla storleken på arbetsstycket. Samtidigt används speciella spännhylsor för längsgående svarvmaskiner .

En automatisk svarv med en rörlig huvudstock kallas en automatisk svarv av "schweizertyp".

Maskinen styrs genom ett system av kammar och kamaxlar monterade i maskinens ram. Det är även möjligt att installera CNC-system med matardrivningar och drivna verktyg.

Det finns enspindliga och roterande maskiner för längsgående svarvning. Till skillnad från enspindliga maskiner kan revolvermaskiner samtidigt utföra flera olika svarvoperationer för olika delar fixerade i maskinens revolverspindel.

Flerspindlig automatisk svarv

Automatiska maskiner är designade för svarvning av komplexa och precisa detaljer från kalibrerade kalldragna runda, sexkantiga och fyrkantiga stänger eller från rör i massproduktion.

De kan användas för: grov, finbearbetning och formsvarvning, trimning, borrning, borrning, försänkning, brotschning, gängning, kapning, trådrullning .

Tillräcklig drivkraft och strukturell styvhet säkerställer hög produktivitet. Vissa modeller kan utföra mer än en operation samtidigt, vilket avsevärt ökar produktiviteten hos sådana maskiner.

Svarvnings- och fräsningscenter

Bearbetningscentret kombinerar funktionerna hos svarv- och fräsmaskiner . Även om fräsning och borrning kan utföras på revolvermaskiner med ett motordrivet revolver, är kapaciteten hos sådana maskiner avsevärt begränsad av revolvernets rörlighet. För att lösa detta problem har bearbetningscentra ett fräshuvud för en HSK- eller Capto-kona (mindre ofta en standard ISO- eller BT-kona) HSK och Capto-kona låter dig installera ett svarvverktyg direkt i fräshuvudet, vilket gör att du kan utföra en vändoperation. I det här fallet kan du använda fräsar med fyrkantigt skaft, fastklämda i en speciell övergångsdorn (används oftare på HSK-spindlar), eller fräsar med specialskaft (typiskt för Capto-spindlar).

Således används samma fräshuvudsspindel för både roterande och statiska verktyg.

Verktygsbyte utförs av en automatisk verktygsväxlare. På bearbetningscentra används verktyg med utbytbara hårdmetallskär , eller i ett stycke. Lödverktyget används vanligtvis inte.

Maskinen kan också ha ett torn, men detta arrangemang används sällan.

Bearbetningscentra är främst utformade för bearbetning av komplexa delar som kräver både svarvning och fräsning, såsom vevaxlar .

CNC- maskiner

Utvecklingen av datateknik har lett till skapandet av verktygsmaskiner med programstyrning. I Sovjetunionen producerades ett stort antal typer av CNC-maskiner - 16K20 ("Red Proletarian", Moskva), 16B16 (Kuibyshev), LA155 (Leningrad), etc. CNC-maskiner ockuperade en nisch mellan universella och aggregatmaskiner i produktion av ett stort utbud av produkter (som tillhandahålls av bibliotekets bearbetningsprogram) i relativt små partier (tiotals och hundratals stycken). Den korta omställningstiden och den höga repeterbarheten av bearbetning på CNC-maskiner gjorde det möjligt att dramatiskt öka utbytet av bra detaljer under multioperationell bearbetning. De grundläggande CNC-systemen i Sovjetunionen var NTs-31 och 2P22 (svarvgrupp) och 2S42 och 2P32 (fräsgrupp).

Idag är de ledande tillverkarna av CNC-maskiner Kina, Taiwan, USA, Spanien, Italien, Japan och Tyskland.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Vad är en svarvmaskin?  Historik, delar och drift . Brighthub Engineering . Hämtad 26 mars 2018. Arkiverad från originalet 17 maj 2021.
  2. ↑ Clifford, Brian En kort historia om träsvarvning  . Träsvarvarens verkstad . Woodturners' Guild of Ontario. — “det första beviset på själva svarven kommer från 300-talet f.Kr. men det är känt att den var i bruk långt innan dess. En platt träskål som stod på träben hittades i en gropgrav i Mykene daterad 1100 till 1400 f.Kr....[bevis från artifcaten] tyder på att den kunde ha vridits på en dorn som hölls mellan centra i en svarv. Mot denna uppfattning måste ställas det faktum att det inte finns några tecken på vända spår på pjäsen." Hämtad 24 juli 2018. Arkiverad från originalet 12 november 2020.
  3. ↑ Clifford, Brian En kort historia om träsvarvning  . Träsvarvarens verkstad . Woodturners' Guild of Ontario. — "Den tidigaste biten från det [Norra Italien] hittades på en plats känd som "krigarens grav" i Corneto. Detta är ett fragment av en träskål, daterad till cirka 700 f.Kr., som visar "tydliga tecken på rundning och polering på dess yttre yta och av ihålig svarvning..." (Woodbury) Andra etruskiska svarvade kärl hittades på denna plats. ... Utgrävningar av en höggrav i Mindre Asien (numera Turkiet) avslöjade två platta träfat med dekorativa svarvade kanter. Dessa har daterats från 700-talet f.Kr.". Hämtad 24 juli 2018. Arkiverad från originalet 12 november 2020.
  4. ↑ Emperor's Ghost Army (dokumentär). PBS. Tid från början av källan: 26:00. Arkiverad 15 januari 2016 på Wayback Machine
  5. ↑ Clifford, Brian En kort historia om träsvarvning  . Träsvarvarens verkstad . Woodturners' Guild of Ontario. — ”De tidigaste uppgifterna om svarven är från 300-talet f.Kr. Detta är en basreliefristning på väggen i graven till en egyptier som heter Petrosiris." Hämtad 24 juli 2018. Arkiverad från originalet 12 november 2020.
  6. ↑ Murthy, S. Trymbaka. Lärobok i Elements of Mechanical Engineering  (engelska) . — ISBN 978-9380578576 .
  7. ↑ Nartov Andrey Konstantinovich 1693 - 1756: en kort biografi, levnadsår, aktiviteter . histrf.ru. Hämtad 26 januari 2019. Arkiverad från originalet 26 januari 2019.
  8. ↑ Oefterhärmlig noggrannhet  // rusplt.ru. Arkiverad från originalet den 18 oktober 2018.
  9. ↑ Andrey Konstantinovich Nartov - Rysslands uppfinningar och uppfinnare . www.inventor.perm.ru Hämtad 26 januari 2019. Arkiverad från originalet 12 januari 2019.
  10. ↑ Tomiyama, Testuo Utveckling av produktionsteknik och verktygsmaskiner (presentationsanteckningar). Sidorna 18-21  (engelska) (PDF). OpenCourseWare: TUDelft . TUDelft (16 februari 2016). — "1770 rymde Jan Verbruggen till England med sin son Pieter Verbruggen (1734-1786) och blev mästargrundare vid Woolwich Arsenal." Hämtad 24 juli 2018. Arkiverad från originalet 25 juli 2018. 02. Ontwikkeling Fabricagetechnologie [Föreläsning]. Delft, Nederländerna: TUDelft. Arkiverad 7 juni 2019 på Wayback Machine

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger