Tokarka uniwersalna to jedno z podstawowych urządzeń w warsztatach mechanicznych i zakładach produkcyjnych. To wszechstronna obrabiarka skrawająca, która umożliwia wykonywanie różnorodnych operacji obróbczych na przedmiotach o kształcie obrotowym. Znajomość budowy tokarki jest niezbędna dla każdego specjalisty w przemyśle metalowym lub właściciela warsztatu. W tym artykule szczegółowo omówimy budowę tokarki uniwersalnej oraz funkcje jej poszczególnych elementów.
Czym jest tokarka uniwersalna i do czego służy?
Tokarka uniwersalna to obrabiarka służąca do obróbki skrawaniem przedmiotów o kształcie obrotowym. Głównym zadaniem tokarki jest usuwanie nadmiaru materiału z obrabianego przedmiotu w celu nadania mu pożądanego kształtu, wymiarów i gładkości powierzchni.
Za pomocą tokarki uniwersalnej można wykonywać szereg precyzyjnych operacji, takich jak:
- Toczenie powierzchni zewnętrznych (walcowych, stożkowych, kształtowych)
- Wytaczanie otworów
- Wiercenie
- Rozwiercanie
- Gwintowanie
- Przecinanie
- Radełkowanie
Wyjątkowa uniwersalność tej obrabiarki polega na możliwości wykonywania wielu różnych operacji obróbczych przy zastosowaniu odpowiednich narzędzi i oprzyrządowania, często bez konieczności przemieszczania obrabianego elementu.
Główne zespoły tokarki uniwersalnej
Tokarka uniwersalna składa się z kilku podstawowych zespołów, które współpracują ze sobą podczas procesu obróbki. Poznanie tych elementów pozwala zrozumieć zasadę działania całego urządzenia i efektywnie wykorzystać jego możliwości.
Łoże tokarki
Łoże stanowi podstawę całej konstrukcji tokarki i jest wykonane najczęściej z żeliwa szarego, które zapewnia wysoką sztywność i zdolność tłumienia drgań. Na łożu montowane są pozostałe zespoły obrabiarki. Górna część łoża wyposażona jest w precyzyjnie wykonane prowadnice, po których przemieszczają się suport i konik.
Prowadnice łoża muszą być wykonane z dużą dokładnością, ponieważ ich stan techniczny wpływa bezpośrednio na jakość obróbki i dokładność wymiarową wykonywanych przedmiotów.
Wrzeciennik
Wrzeciennik to zespół umieszczony na lewym końcu łoża tokarki. Jego głównym elementem jest wrzeciono – wał osadzony na precyzyjnych łożyskach, który nadaje ruch obrotowy przedmiotowi obrabianemu. Wrzeciono napędzane jest przez silnik elektryczny za pośrednictwem przekładni pasowej lub zębatej, umożliwiającej zmianę prędkości obrotowej.
We wrzecionie znajduje się stożkowy otwór, który służy do mocowania różnych uchwytów (np. trójszczękowego, czteroszczękowego) lub kłów. Na zewnętrznej części wrzeciona może znajdować się również gwint do mocowania kołnierzowych uchwytów, co zwiększa wszechstronność urządzenia.
Suport
Suport to zespół służący do mocowania i prowadzenia narzędzia skrawającego. Umożliwia on precyzyjne przemieszczanie narzędzia względem obrabianego przedmiotu w trzech kierunkach. Suport składa się z kilku współpracujących ze sobą części:
- Sanie dolne – przemieszczają się wzdłuż osi tokarki po prowadnicach łoża, umożliwiając obróbkę na całej długości przedmiotu
- Sanie poprzeczne – umożliwiają ruch prostopadły do osi tokarki, co pozwala na regulację głębokości skrawania
- Sanie górne (narzędziowe) – mogą być obracane wokół osi pionowej, co umożliwia toczenie powierzchni stożkowych pod różnymi kątami
- Imak narzędziowy – służy do bezpiecznego i stabilnego mocowania noży tokarskich w odpowiedniej pozycji
Ruch suportu może być sterowany ręcznie za pomocą precyzyjnych pokręteł lub mechanicznie przy użyciu śruby pociągowej i wałka pociągowego, co zapewnia równomierny posuw podczas obróbki.
Konik
Konik to zespół umieszczony na prawym końcu łoża tokarki. Służy on do podpierania długich przedmiotów obrabianych, zapobiegając ich ugięciu podczas obróbki, lub do mocowania narzędzi (wiertła, rozwiertaki) podczas obróbki otworów. Konik można precyzyjnie przesuwać wzdłuż łoża i blokować w wybranym położeniu.
Główną częścią konika jest tuleja, w której można zamocować kieł podpierający przedmiot obrabiany lub narzędzie. Tuleja może być płynnie wysuwana i blokowana w określonym położeniu za pomocą pokrętła, co umożliwia dokładne ustawienie względem obrabianego przedmiotu.
Skrzynka posuwów i gwintów
Skrzynka posuwów i gwintów to zaawansowany mechanizm umożliwiający uzyskanie różnych prędkości posuwu suportu oraz różnych skoków gwintów. Zawiera ona precyzyjny układ przekładni zębatych, które można konfigurować za pomocą dźwigni i pokręteł umieszczonych na zewnątrz skrzynki.
Dzięki odpowiedniemu ustawieniu dźwigni można uzyskać określony posuw suportu lub skok gwintu, co jest niezbędne podczas toczenia gwintów o różnych parametrach. Nowoczesne tokarki posiadają często tablice nastawcze, które ułatwiają szybkie ustawienie odpowiednich parametrów bez konieczności skomplikowanych obliczeń.
Układy napędowe i sterujące tokarki
Tokarka uniwersalna wyposażona jest w kilka układów napędowych i sterujących, które umożliwiają jej precyzyjną i efektywną pracę.
Układ napędu głównego
Układ napędu głównego odpowiada za wprawianie w ruch obrotowy wrzeciona wraz z zamocowanym w nim przedmiotem obrabianym. Składa się on z silnika elektrycznego oraz przekładni umożliwiającej zmianę prędkości obrotowej wrzeciona w zależności od rodzaju obrabianego materiału i typu operacji.
W nowszych modelach tokarek stosuje się silniki o regulowanej prędkości obrotowej lub falowniki, które umożliwiają płynną regulację obrotów w szerokim zakresie. W starszych modelach zmiana prędkości odbywa się poprzez przełożenie pasków na kołach pasowych o różnych średnicach lub przez zmianę ustawienia przekładni zębatych, co wymaga chwilowego zatrzymania maszyny.
Układ posuwów
Układ posuwów służy do automatycznego przemieszczania suportu podczas obróbki, zapewniając równomierny posuw narzędzia. Składa się on ze śruby pociągowej, wałka pociągowego oraz precyzyjnych przekładni umieszczonych w skrzynce posuwów.
Śruba pociągowa używana jest głównie do toczenia gwintów, gdzie wymagana jest ścisła synchronizacja między obrotami wrzeciona a posuwem narzędzia, natomiast wałek pociągowy służy do realizacji posuwów podczas zwykłego toczenia. Wyboru między śrubą a wałkiem dokonuje się za pomocą specjalnej dźwigni, dostosowując mechanizm do rodzaju wykonywanej operacji.
Oprzyrządowanie tokarki uniwersalnej
Do pełnego wykorzystania możliwości tokarki niezbędne jest odpowiednie oprzyrządowanie, które znacząco rozszerza jej możliwości obróbcze i zwiększa precyzję wykonywanych prac.
Uchwyty tokarskie
Uchwyty tokarskie służą do bezpiecznego i precyzyjnego mocowania przedmiotów obrabianych we wrzecionie. W zależności od kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu stosuje się różne rodzaje uchwytów:
- Uchwyt trójszczękowy samocentrujący – do szybkiego i dokładnego mocowania przedmiotów o przekroju okrągłym i sześciokątnym
- Uchwyt czteroszczękowy niezależny – do mocowania przedmiotów o nieregularnych kształtach, umożliwiający precyzyjne centrowanie
- Tarcza zabierakowa z kłem – do mocowania długich przedmiotów między kłami, co zapewnia wysoką dokładność obróbki
- Uchwyty specjalne – do mocowania przedmiotów o nietypowych kształtach lub wymagających szczególnej precyzji
Narzędzia skrawające
Podstawowymi narzędziami stosowanymi na tokarce są noże tokarskie, które różnią się kształtem i przeznaczeniem. Wyróżnia się noże do obróbki zewnętrznej i wewnętrznej, do toczenia zgrubnego i wykańczającego, do przecinania, do gwintowania i wiele innych specjalistycznych typów.
Oprócz noży tokarskich stosuje się również wiertła, rozwiertaki, gwintowniki i inne narzędzia, które można mocować w koniu lub w specjalnych uchwytach na suporcie. Nowoczesne narzędzia często wyposażone są w wymienne płytki z węglików spiekanych lub ceramiki, co znacząco zwiększa ich trwałość i efektywność skrawania.
Prawidłowy dobór i ustawienie narzędzi skrawających ma kluczowe znaczenie dla jakości obróbki, dokładności wymiarowej oraz trwałości samych narzędzi i obrabiarki.
Podsumowanie
Tokarka uniwersalna to złożona i precyzyjna obrabiarka składająca się z wielu współpracujących ze sobą zespołów. Znajomość jej budowy i zasady działania pozwala na pełne wykorzystanie możliwości tego wszechstronnego urządzenia oraz zapewnienie bezpieczeństwa podczas pracy.
Najważniejsze elementy tokarki uniwersalnej to: łoże, wrzeciennik, suport, konik oraz skrzynka posuwów i gwintów. Każdy z tych zespołów pełni określoną funkcję i wymaga odpowiedniej obsługi oraz regularnej konserwacji, co zapewnia długotrwałą i bezawaryjną pracę maszyny.
Dzięki swojej wszechstronności tokarka uniwersalna znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, warsztatach mechanicznych, szkołach technicznych i wszędzie tam, gdzie wykonuje się obróbkę skrawaniem przedmiotów o kształcie obrotowym. Mimo rozwoju obrabiarek sterowanych numerycznie, tokarka uniwersalna pozostaje niezastąpionym urządzeniem w wielu zastosowaniach, szczególnie przy produkcji jednostkowej i małoseryjnej.