16А20Ф3 Станок токарный патронно-центровой с числовым программным управлением (ЧПУ)
описание, схемы, характеристики

16А20Ф3 Станок токарный патронно-центровой с числовым программным управлением (ЧПУ)

Сведения о производителе токарного станка с ЧПУ 16А20Ф3

Производитель токарного станка с ЧПУ 16А20Ф3 - Московский станкостроительный завод "Красный пролетарий" им. А.И. Ефремова, основанный в 1857 году.


16А20Ф3 Станок токарный патронно-центровой с числовым программным управлением (ЧПУ). Назначение и область применения

Станок 16А20Ф предназначен для токарной обработки наружных (диаметром до 400 мм) и внутренних поверхностей деталей (длиной до 1000 мм) со ступенчатым и криволинейным профилем в осевом сечении в замкнутом полуавтоматическом цикле.

Токарный станок 16А20Ф3 сконструирован на базе токарно-винторезного станка 16К20Ф3, поэтому компоновка, составные части и движения у этих станков одинаковы. Во многом унифицирована конструкция станков.

Устройство ЧПУ станка (станок может оснащаться различными типами систем ЧПУ: разомкнутыми, замкнутыми, СNС) обеспечивает движение формообразования (число одновременно управляемых координат равно двум), изменение значений подач, переключение частот вращения шпинделя, индексацию резцовой головки и нарезание резьбы по программе.

Станки могут выпускаться с различными устройствами ЧПУ (УЧПУ), в исполнении для встраивания в гибкие производственные модули (ГПМ), а также в специальном и специализированном исполнении при оснащении наладками по согласованию с заказчиком.

Станки 16А20Ф3 могут комплектоваться съемными инструментальными головками с 6, 8 и 12 - позиционными резцедержателями с горизонтальной осью поворота.

Особенности конструкции:

  • высокопрочная станина, выполненная литьем из чугуна марки СЧ20 с термообработанными шлифованными направляющими обеспечивают длительный срок службы и повышенную точность обработки
  • привод главного движения, включающий главный двигатель 11 кВт и шпиндельную бабку обеспечивает наибольший крутящий момент до 800 Нм
  • высокоточный шпиндель с отверстием 55 мм (по заказу 64 мм), позволяющий обрабатывать детали из пруткового материала зона обработки может быть оснащена как линейной наладкой, так и револьверной головкой
  • надежная защита шарико-винтовых пар обеспечивает долговечность работы механизмов перемещения по координатам X и Z станок оснащается системами ЧПУ и электроприводами, как отечественного производства, так и производства зарубежных фирм

Область применения: Мелкосерийное серийное производство.

Класс точности П по ГОСТ 8—82.

Вид климатического исполнения по ГОСТ15150—69: УХЛ4.

Обозначение в зависимости от оснащения УЧПУ станок токарный патронно-центровой с ЧПУ мод. 16А20Ф3СХХ, где XX — принятый на заводе дополнительный индекс, например 15 - УЧПУ МС2101, 32-УЧПУ 2Р22, 39 — «Электроника НЦ-31» и т. д.

Например:

  • 16А20Ф3С15 — исполнение станка с УЧПУ МС2101
  • 16А20Ф3С19 — исполнение станка с УЧПУ 2У22-62
  • 16А20Ф3С32 — исполнение станка с УЧПУ 2Р22
  • 16А20Ф3С39 — исполнение станка с УЧПУ Электроника НЦ-31
  • 16А20Ф3С40 — исполнение станка с УЧПУ Sinumerik 802C
  • 16А20Ф3С43 — исполнение станка с УЧПУ МС2109
  • 16А20Ф3С47 — исполнение станка с УЧПУ Sinumerik 802C
  • 16А20Ф3С49 — исполнение станка с УЧПУ NC-200

В зависимости от заказа станки поставляются с основанием под транспортер стружкоудаления и комплектуются транспортером или с основанием без окна для транспортера стружкоудаления и не комплектуются транспортером.


Карта возможностей станка 16А20Ф3 с шестипозиционной револьверной головкой

16А20Ф3 Карта возможностей станка с шестипозиционной револьверной головкой

Карта возможностей станка 16А20Ф3 с шестипозиционной револьверной головкой. Смотреть в увеличенном масштабе


Карта возможностей станка 16А20Ф3 с восьмипозиционной револьверной головкой УГ9326

16А20Ф3 Карта возможностей станка с восьмипозиционной револьверной головкой УГ9326

Карта возможностей станка 16А20Ф3 с восьмипозиционной револьверной головкой УГ9326. Смотреть в увеличенном масштабе


Карта возможностей станка 16А20Ф3 с двенадцатипозиционной револьверной головкой УГ9325

16А20Ф3 Карта возможностей станка с двенадцатипозиционной револьверной головкой УГ9325

Карта возможностей станка 16А20Ф3 с двенадцатипозиционной револьверной головкой УГ9325. Смотреть в увеличенном масштабе


Карта возможностей станка 16А20Ф3 с инструментальным диском УГ0103.452000.000 и восьмипозиционной револьверной головкой УГ9328

16А20Ф3 Карта возможностей станка с инструментальным диском УГ0103.452000.000 и восьмипозиционной револьверной головкой УГ9328

Карта возможностей станка 16А20Ф3 с инструментальным диском УГ0103.452000.000 и восьмипозиционной револьверной головкой УГ9328. Смотреть в увеличенном масштабе


Общий вид токарного станка с ЧПУ 16А20Ф3

16А20Ф3 Общий вид токарного станка с ЧПУ


Расположение составных частей станка 16А20Ф3

16А20Ф3 Расположение органов управления токарного станка

Расположение составных частей станка 16А20Ф3. Вид сзади.

16А20Ф3 Расположение органов управления токарного станка

# Наименование Обозначение
16А20Ф3С15 16А20Ф3С32 16А20Ф3С39
1 Основание с транспортером стружкоудаления 16К20Ф.013000.000
2 Станина 16К20Т1.010000.000
3 Суппортная группа 16К20Т1.054000.000
4 Передача ВГК продольного перемещения 16К20Т1.159000.000
5 Опора левая винта продольного перемещения 16К20Т1.072000.000
6 Патрон механизированный с электромеханическим приводом 16К20Ф.092000.000
7 Ограждение неподвижное 16А20Ф3.268000.000
8 Ограждение подвижное 16А20Ф3.265000.000
9 Бабка шпиндельная 16А20Ф3.025000.000
10 Шкаф управления для станка 16А20ФЗ.180000 16А20Ф3.447000 16А20ФЗ.192000
11 Головка автоматическая 8-и позиционная УГ9326.000000
12 Ограждение суппортной группы 16А20Ф3.267000.000
13 Бабка задняя 16А20Ф3.035000.000
14 Электромеханический привод пиноли задней бабки 16А20Ф3.037000.000
15 Разводка коммуникаций 16А20Ф3.112000.000
16 Пульт управления станком 16А20Ф3.513000 16А20Ф3.510000 16А20Ф3.509000
17 Кронштейн пульта управления 16А20Ф3.511000.000
18 Опора правая продольного перемещения 16К20Т1.073000.000
19 Станция смазки шпиндельной бабки 16К20Т1.241000.000
20 Установка моторная 16К20Т1.157000.000
21 Ограждение задней зоны
22 Привод поперечного перемещения 16K20Tl.486000.000
23 Передача ВГК поперечного перемещения 16К20Т1.158000.000
24 Короб в составе узла 16А20Ф3.447000.000

Расположение органов управления токарным станком 16А20Ф3

16А20Ф3 Расположение органов управления токарным станком с ЧПУ

Перечень органов управления токарным станком 16А20Ф3

  1. Панель управления станка
  2. Рукоятка установки диапазона частоты вращения шпинделя
  3. Рукоятка ручного перемещения (подвод - отвод) поперечного суппорта
  4. Панель контроля работы приводов Размер 2М-5-21
  5. Пульт управления работой станка
  6. Рукоятка зажима задней бабки на станке
  7. Панель управления транспортером стружкоудаления
  8. Рукоятка ручного перемещения (влево - вправо) продольной каретки
  9. Клавиатура УЧПУ
  10. Педаль управления подводом и отводом пиноли задней бабки (сдвоенная)
  11. Педаль управления зажимом и разжимом патрона (сдвоенная)
  12. БОСИ блок отображения символьной информации. Визуализация программы обработки, коррекции инструмента
  13. Рукоятка зажима пиноли задней бабки

Кинематическая схема токарного станка с ЧПУ 16А20Ф3

Кинематическая схема токарного станка с ЧПУ 16А20Ф3

Схема кинематическая токарного станка с ЧПУ 16А20Ф3. Смотреть в увеличенном масштабе


Кинематическая схема станка приведена на рис. 21. Кинематические схемы автоматической головки и транспортера стружкоудаления приведены в руководствах по эксплуатации на них.

Механизм главного движения станка

На станке установлена шпиндельная бабка 16А20Ф3.025. (рис. 22), имеющая три диапазона с соотношением 1,25:1; 1:2; 1:5,8; переключаемые вручную. Диапазон частот вращения и положения рукоятки указаны в табл. 18.

Допустимые значения дисбаланса при обработке изделия при различных частотах вращения приведены в табл. 19.

Значения мощности и крутящего момента на шпинделе при различных частотах вращения приведены в табл. 20.

Шпиндель станка смонтирован в коническом двухрядном и однорядном подшипниках. Подшипники регулируются на заводе-изготовителе станка и не требуют регулировки в процессе эксплуатации.

Регулировка положения оси шпиндельной бабки на станине производится двумя винтами (рис.23).

Смазка шпиндельной бабки осуществляется от станции смазки, смонтированной на основании станка. Для обеспечения возможности резьбонарезания на шпиндельной бабке устанавливается датчик резьбонарезания 1 (см. рис. 22). Для выборки зазора в зацеплении шестерен 2, 3 привода датчика следует повернуть эксцентриковый фланец 4.

В качестве привода главного движения используется частотнорегулируемый асинхронный электродвигатель с диапазоном регулирования с постоянной мощностью 1500...4500 об/мин (1000...3500 при двигателях постоянного тока производства Болгарии).

Передача вращения от электродвигателя на первый вал шпиндельной бабки осуществляется поликлиновым ремнем 2240Л20 с передаточным отношением 115:257 (160:257 в случае применения электродвигатель постоянного тока производства НРБ).

Основание станка представляет собой жесткую отливку. На основании устанавливаются станина, электродвигатель главного движения, станции смазки направляющих каретки и шпиндельной бабки. Используются основания двух типов:

  • с окном для схода стружки и проемом для установки транспортера стружкоудаления, который вводится с правой стороны;
  • без окна, разделенное по вертикали в средней части сплошной перегородкой, в этом случае средняя часть основания служит сборником для стружки и СОЖ, отсек в нижней правой части основания служит резервуаром СОЖ, сзади с правой стороны основания установлен насос СОЖ.

16А20Ф3 Конструкция токарного станка

Станина станка

Станина станка имеет коробчатую форму с поперечными ребрами П-образного профиля, закаленные шлифованные направляющие. На станине станка устанавливаются: шпиндельная бабка, каретка, привод продольной подачи, задняя бабка.

Для базирования каретки на станине передняя направляющая имеет форму неравнобокой призмы, задняя направляющая — плоская. Задняя бабка базируется на станине по малой задней призматической направляющей и по плоскости на передней направляющей.

Привод продольного перемещения

Привод продольного перемещения (рис. 24, 25) включает шариковую передачу винт-гайка качения, опоры винта, приводной электродвигатель постоянного тока или асинхронный двигатель с частотным регулированием, а также датчик обратной связи, соединенные с винтом через муфты, на станках 16Л20ФЗС39 с приводом «Размер 2М-5-21» используется датчик, встроенный в асинхронный двигатель. В приводе предусмотрена дополнительная передача на валик ручного перемещения, используемый для перемещения каретки при окраске, консервации и расконсервации отключенного станка.

Привод поперечного перемещения

Привод поперечного перемещения включает:

  • шариковую передачу
  • винт-гайка качения
  • опору винта
  • приводной электродвигатель постоянного тока или асинхронный с частотным регулированием
  • датчик обратной связи, соединенные с винтом через муфты

На станках 16А20ФЗС39 с приводом «Размер 2М-5-21» используется датчик, встроенный в асинхронный электродвигатель. В приводе предусмотрена дополнительная передача на валик ручного перемещения суппорта при окраске, консервации или расконсервации отключенного станка.

На станках без датчика эта передача и валик, не устанавливаются, суппорт следует перемещать ключом за головку винта, ввернутого в торец винта поперечного перемещения.

Головка автоматическая универсальная

На станках используется 6-, 8- и 12-позиционная автоматическая универсальная головка с горизонтальной осью поворота с инструментальным диском на 6 радиальных и 3 осевых инструмента (6-позиционная) или на 8 блоков под радиальные или осевые инструменты (8-позиционная) или на 12 под радиальные инструменты и блоки под осевые инструменты, комбинируемые при наладке на деталь (12-позиционная). Описание головки см. в руководстве по эксплуатации на головку. Сверху D головке предусмотрен кран регулирования подачи СОЖ, поворачиваемый при наладке станка.

Задняя бабка

При помощи рукоятки 7, эксцентрикового вала 1, прижимной планки 4 и системы рычагов задняя бабка закрепляется на станине. Если рукоятка 7, отведенная в заднее положение, не обеспечивает достаточный прижим бабки к станине, то нужно посредством регулирования винтами 3 и 6 при отпущенных контргайках 2 и 5, изменяя положение прижимной планки 4, установить необходимое усилие прижима. Перемещение пиноли осуществляется приводом электромеханического перемещения пиноли от головки ЭМГ51.

Станки в исполнении для ГПМ оснащаются приводом перемещения пиноли с контролем положения пиноли, для этого на задней бабке установлены конечные выключатели, которые срабатывают при перемещении пиноли и дают сигналы о положении пиноли в автоматическом цикле работы станка с роботом.

При отсутствии или неправильной установке детали пиноль проходит рабочее положение, кулачок освобождает конечный выключатель, команда на продолжение автоматического цикла не выдается.

Кулачки управления конечными выключателями установлены на поворотном валике, соединенном с винтом перемещения пиноли через передачу червяк — косозубая шестерня и имеют возможность регулировки применительно к конкретной детали.

Кулачок положения «отвод» пиноли обычно не регулируется, кулачок «поджим» пиноли устанавливается так, чтобы конечный выключатель срабатывал на 2 мм до конца поджима детали. Допустимое осевое усилие на центр задней бабки — 10 кН (1000 кгс).

Ограждение — неподвижное, щитового типа со съемными щитками с задней стороны станка и переднее ограждение — подвижное с прозрачным экраном для наблюдения, закрывает зону резания.

С целью контроля положения ограждения установлены конечные выключатели, которые дают сигналы для работы станка в автоматическом цикле с роботом. В крайних положениях ограждения предусмотрено замедление перемещения.

Рекомендации по установке и использованию патронов

Для контроля положения тяги на передней бабке установлены на кронштейне 12 бесконтактные конечные выключатели 13, которые дают сигналы о положении подвижного кольца 11 и тяги привода кулачков патрона в автоматическом цикле работы станка с роботом.

Моторная установка

Двигатель главного привода (асинхронный с частотным регулированием или постоянного тока) монтируется на плите (рис. 29), закрепляемой тремя винтами на основании станка. Для вертикального перемещения плиты при одевании и натяжении ремня используется тяга 3 с гайками 2.

Привод индикатора контакта

На станках в исполнении для встраивания в ГПМ по особому заказу устанавливается индикатор контакта типа БВ-427100 000-07. Индикатор 1 (рис. 30) закрепляется на поворотном кронштейне 2, поворачиваемом в горизонтальное рабочее или вертикальное отведенное положение рейкой-штоком 3 гидроцилиндра 4. Поворот рычага в рабочее положение ограничивается упором 5. Приход рычага в рабочее и отведенное положение контролируется бесконтактными электропереключателями. Сигнал, получаемый от индикатора контакта при касании о рабочую кромку инструмента, поступает в УЧПУ при работе в режиме с автоматической привязкой инструмента. При опускании рычага он откидывает подпружиненную поворотную дверцу 6, предохраняющую индикатор контакта от стружки при работе станка. В зависимости от исполнения электросхемы станка вместо бесконтактных электропереключателей могут быть установлены микропереключатели серии МП-1000.

Суппортная группа

Конструкция суппортной группы отличается применением комбинированных поперечных направляющих — левой наклонной, правой — прямоугольной и покрытием рабочих поверхностей продольных направляющих каретки и поперечных направляющих суппорта антифрикционным составом, например, УП5221 производства НПО «Пластполимер» (г. Донецк Ворошиловградской области). Антифрикционное покрытие обеспечивает постоянство коэффициента трения при малых и высоких скоростях рабочих перемещений, что способствует повышению точности позиционирования и стабильности и точности обработки.

Пульт управления

Пульт управления смонтирован на поворотном кронштейне 5, закрепляемом на основании станка и поворачивается оператором при наладке станка в удобное для него положение, в зависимости от длины обрабатываемого изделия. На пульте смонтированы панели с органами управления станком, а также клавиатура УЧПУ (на откидной панели), вычислительный блок и оперативное запоминающее устройство внешней памяти УЧПУ «Электроника НЦ-31» или блок отображения символьной информации УЧПУ 2Р22 или УЧПУ МС2101. Органы управления на панелях (см. выше), работа с клавиатурой описана в сопроводительной документации на УЧПУ и инструкциях по программированию. При транспортировке станка, перерывах в работе, останове на обеденный перерыв и т. д., следует поднимать откидную панель в верхнее, закрытое положение и запирать ее на замок, предусмотренный в конструкции пульта. После отладки управляющей программы необходимо повернуть пульт и поворотный кронштейн в сторону от станка так, чтобы при отводе продольной каретки станка в крайнее правое положение и поперечного суппорта в крайнее отведенное положение суппорт и корпус автоматической головки не могли задеть о пульт управления.


16А20Ф3 Станок токарный патронно центровой с ЧПУ. Видеоролик.




Технические характеристики станка 16А20Ф3

Наименование параметра 16К20Ф3С32 16А20Ф3С32 16А20Ф3С39
Основные параметры станка
Обозначение системы ЧПУ 2Р22 2Р22 НЦ-31-02
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной, мм 400 320 320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм 220 200 200
Наибольший диаметр устанавливаемого изделия над станиной, мм 500 500 500
Диаметр отверстия в шпинделе, мм 53 55 55
Наибольшая длина изделия устанавливаемого в центрах (РМЦ), мм 1000 1000 1000
Наибольшая длина обрабатываемого изделия при числе позиций инструментальной головки (6, 8, 12), мм 870 900,750,850 900,750,850
Шпиндель
Мощность двигателя главного движения, кВт 11 11 11
Количество рабочих скоростей шпинделя 22
Пределы чисел оборотов шпинделя, об/мин 12,5...2000 20...2500 20...2500
Диапазон скоростей шпинделя, устанавливаемый вручную, об/мин Ряд I - 12.5..200
Ряд II - 50..800
Ряд III - 125..2000
Ряд I - 20...345
Ряд II - 60...1000
Ряд III - 145...2500
Ряд I - 20...345
Ряд II - 60...1000
Ряд III - 145...2500
Количество автоматически переключаемых скоростей 9
Диапазон автоматического переключения 16
Центр шпинделя передней бабки по ГОСТ 13214-67 Морзе №6 Морзе №6 Морзе №6
Центр пиноли задней бабки по ГОСТ 13214-67 Морзе №5 Морзе №5 Морзе №5
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72
Наибольший крутящий момент на шпинделе не менее, Нм (кгс*м) 800 (80) 800 (80)
Подачи
Наибольшее перемещение суппорта:
продольное (Z) / поперечное (X), мм
900/ 250 905/ 210 905/ 210
Пределы шагов нарезаемых резьб, мм 0,1..39,999 0,25...40 0,25...40
Диапазон скоростей продольных подач, мм/мин (мм/об) 3..2000 10..2000 (2,8) 10..2000 (2,8)
Диапазон скоростей поперечных подач, мм/мин (мм/об) 3..2000 5..1000 (1,4) 5..1000 (1,4)
Скорость быстрых продольных/ поперечных ходов, м/мин 7,0/ 4,0 15/ 7,5 15/ 7,5
Высота резца, мм 25 25 25
Количество позиций на поворотной резцедержке (число инструментов в револьверной головке) 6 8 (6,12) 8 (6,12)
Параметры системы ЧПУ
Обозначение системы ЧПУ 2Р22 2Р22 НЦ-31-02
Число координат 2 2 2
Количество одновременно управляемых координат 2 2 2
Дискретность задания координат в продольном/ поперечном направлении (дискретность задания по оси Z, X) 0,001 0,001 0,001
Пределы программируемых подач продольных/ поперечных, мм/об 0,01...20/ 0,01..10 0,01...20/ 0,01..10 20,01...40/ 0,01..20
Тип датчика обратной связи по положению и резьбонарезанию РОД-620 ВЕ178А5 ВЕ178А
Электрооборудование станка
Электродвигатель главного привода, кВт/ об/мин 11/ 1460 11/ 1500 11/ 1500
Электродвигатель продольных подач - номинальный крутящий момент, Нм (кгс*м) 23 (2,3) 23 (2,3)
Электродвигатель поперечных подач - номинальный крутящий момент, Нм (кгс*м) 17 (1,7) 17 (1,7)
Электродвигатель станции смазки каретки, кВт/ об/мин 0,18/ 1400 0,18/ 1400
Электродвигатель станции смазки шпиндельной бабки, кВт/ об/мин 0,27/ 1450 0,27/ 1450
Электродвигатель насоса охлаждения, кВт/ об/мин 0,12/ 2800 0,12/ 2800
Электродвигатель инструментальной головки, кВт/ об/мин 0,37/ 1365 0,37/ 1365
Суммарная мощность электродвигателей, кВт 20 21,4 21,4
Суммарная мощность станка, кВт 22 24 24
Габариты и масса станка
Габаритные размеры станка с ЧПУ (длина, ширина, высота), мм 3700
1700
2145
3700
3000
2100
3700
3000
2100
Масса станка с ЧПУ, кг 4050 4150 4150