3.3. Станки фрезерной группы
Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоскостей, фасонных поверхностей, уступов, пазов, прямых и винтовых канавок, шлицев валов, зубьев цилиндрических и конических колес и т. п.
Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные или общего назначения и специализированные. К первым относятся горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные, широкоуниверсальные и продольно-фрезерные, ко вторым – шпоночно-фрезерные, карусельно-фрезерные, копировальные, гравировальные и т. п. Основным размером, характеризующим фрезерные станки общего назначения, является размер рабочей поверхности стола.
Станки общего назначения делятся на консольные и бесконсольные. Наиболее распространены консольно-фрезерные станки, к которым относятся горизонтально- вертикально- и широкоуниверсальные станки. На этих станках стол перемещается в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Широкоуниверсальные станки в отличии от универсальных имеют дополнительный шпиндель, поворачивающийся вокруг вертикальной и горизонтальной осей, или два шпинделя: вертикальный и горизонтальный.
Бесконсольно-фрезерные станки применяют для фрезерования крупногабаритных деталей. Стол таких станков движется по двум взаимно перпендикулярным направлениям в горизонтальной плоскости, а шпиндельная бабка перемещается в вертикальном направлении.
Продольно-фрезерные станки предназначены для обработки плоскостей крупногабаритных базовых корпусных деталей, устанавливаемых на продольном столе. Как правило, одновременно обрабатывается не менее двух одинаковых заготовок. На базе этих станков выпускаются также продольно-шлифовальные станки. Современные станки этой группы оснащаются прямоугольной системой ЧПУ.
На карусельно-фрезерных станках заготовки устанавливают на вращающемся столе, а припуск срезают одной или двумя фрезами.
Горизонтально- и вертикально-фрезерные станки обычно проектируются на одной базе и поэтому имеют много унифицированных узлов и деталей. Эти станки выпускаются как с ручным управлением, так и оснащаются системами ЧПУ. На рис. 3.22 приведен общий вид консольных станков этого типа.
а
б
Рис. 3.22. Универсальные фрезерные станки
Консольный горизонтально-фрезерный станок характеризуется горизонтальным расположением шпинделя (рис. 3.22, а). На фундаментной плите 1 установлена вертикальная станина 2, внутри которой размещена группа круговой частоты шпинделя (скорости резания) с отдельным электродвигателем 3 и коробкой скоростей 4.На вертикальных направляющих станины смонтирована консоль 5 с возможностью перемещения по этим направляющим. На горизонтальных направляющих консоли установлены поперечные салазки 6, поворотная плита 7, на направляющих которой установлен продольный стол 8. Поворотная плита позволяет в случае необходимости поворачивать продольный стол в горизонтальной плоскости на требуемый угол при обработке деталей. В отличии от универсальных простые станки этого типа поворотной плиты не имеют. Группа подачи стола размещена в консоли 5 и состоит из коробки подач 10 с отдельным электродвигателем 9 и механизмов коммутации в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.
Короткие фрезерные оправки вставляют непосредственно в конусное отверстие шпинделя 11 и закрепляют шомполом, проходящем через отверстие в шпинделе. Длинные оправки требуют дополнительной опоры. Поэтому один конец такой оправки закрепляют в шпинделе, а второй располагают в подшипнике подвески хобота 12. В направляющих хобота предусмотрены две съемные подвески 13 с центром (слева) или с подшипником (справа.) На хоботе могут быть закреплены также две поддержки 14, нижние концы которых связаны с консолью. Эти поддержки служат для увеличения жесткости консоли.
Вертикально-фрезерный станок отличается от рассмотренного вертикальным расположением шпинделя. Поэтому в кинематической структуре привода частоты вращения шпинделя добавлена коническая зубчатая передача, изменена конструкция шпиндельного узла и верхней части станины.
Консольный вертикально-фрезерный станок с ЧПУ проектируется на базе однотипного станка с ручным управлением. На фундаментной плите (рис. 3.22, б) установлена станина 2, на вертикальных направляющих которой смонтирована консоль 3 с возможностью перемещения по этим направляющим. На горизонтальных направляющих консоли 3 смонтированы салазки 4, на направляющих которых установлен продольный стол 5. В верхней части станины смонтирована шпиндельной головки 7 с вертикальной осью вращения шпинделя. Станок снабжен устройством ЧПУ 6 и гидростанцией 1.
Вертикально фрезерные станки могут оснащаться шести позиционными револьверными головками.
Консольный горизонтально-фрезерный станок модели 6Р82. Предназначен для выполнения всех видов фрезерной обработки, включая, при использовании в качестве дополнительной технологической оснастки делительные головки, нарезание зубчатых колес и винтовых канавок.
Техническая
характеристика.
Рабочая поверхность стола –
.
Пределы частот вращения шпинделя - 31,5
– 1600 мин-1.
Пределы подач: продольных и поперечных
– 25 – 125, вертикальных – 8,3 – 416 мм/мин.
Наибольшие перемещения стола: продольное
– 800, поперечное – 250, вертикальное –
380 мм.
Кинематическая структура станка включает группу скорости резания (главное движение) Фv (В1) и три группу подач стола: продольной Фs1(П2), поперечной Фs2(П3), вертикальной Фs3(П4), имеющих общую коробку подач.
Группа скорости резания Фv (В1). Внутренняя связь группы имеет вид
подшипниковые опоры станины → шпиндель V (В1).
Внешняя связь выполнена в виде унифицированной коробки скоростей:
М1 → 27/53 → трехколесный блок Б1 → трехколесный блок Б2 →
→ двухколесный блок Б3 → шпиндель (В1).
Группа настраивается на скорость – переключением блоков Б1, Б2, Б3, на направление - реверсированием электродвигателя М1.
УКЦ для наименьшей и наибольшей круговой частоты шпинделя:
Группы подач Фs1(П2), Фs2(П3), Фs3(П4) объединены общей унифицированной 18-ти ступенчатой коробкой подач (КП) с перебором. Ее структура имеет вид
М2 → 26/50 → 26/57 → Б4 (18/36 или 36/18 или 27/27) → Б5 (18/40 или 21/37 или 24/34) → 40/40 (муфта М1 включена) или перебор (колесо 40 на валу IX смещено влево)13/45 → 18/40 → 40/40 → выходной вал X коробки подач.
Рис. 3. 23. Кинематическая схема горизонтально-фрезерного станка модели 6Р82
С выходного вала X через предохранительную муфту Мп при включенной муфте М2 и выключенной муфте М3 движение сообщается ТВ исполнительных органов групп подач посредством зубчатых передач.
Быстрое перемещение исполнительных органов обеспечивается также с выходного вала КП при включении фрикционной муфты М3 (муфта М2 выключена). Структура цепи ускоренных перемещений имеет вид
М2 → 26/50 → 50/67 → 67/33 → выходной вал X коробки подач.
Группа продольной подачи стола Фs1(П2). Внутренняя связь:
направляющие поперечных салазок → продольный стол
(на схеме повернут на 90о) → (П2).
Внешняя связь:
М2 → КП → 28/35 → 18/33 → 33/33 → 18/16 → 18/18
муфта М6 включена → ТВ, шаг 6 мм → продольный стол (П2).
Группа настраивается на скорость – КП, на путь и исходное положение по лимбу (упору), на направление – реверсированием электродвигателя.
Для устранения зазора в механизме ТВ на его ходовом винте XVI установлены две гайки, одна из них (правая) зафиксирована штифтами, а другая, упираясь торцом в правую гайку, при повороте ее посредством рукоятки через передачи 24/18 и 25/50 устраняет зазор в передаче винт-гайка.
На гайке жестко установлена шестерня 30, зацепленная с шестерней 15 вала XVII, с которым соединяется делительная головка.
УКЦ для минимальной продольной подачи стола
УКЦ для ускоренного хода стола
Ручная подача продольного стола осуществляется маховиком 1.
Группа поперечной подачи Фs2(П3). Внутренняя связь:
горизонтальные направляющие консоли → поперечные салазки (П3).
Внешняя связь:
М2 → КП → 28/35 → 18/33 → 33/33 → 33/37 муфта М5 включена →
→ ТВ, шаг 6 мм → поперечные салазки (П3).
Группа настраивается на скорость – КП, на путь и исходное положение по лимбу (упору), на направление – реверсированием электродвигателя.
УКЦ для минимальной поперечной подачи салазок
УКЦ для ускоренного хода салазок
Ручная подача поперечных салазок осуществляется маховиком 2.
Группа вертикальной подачи Фs3(П4). Внутренняя связь:
вертикальные направляющие станины → консоль (П3).
Внешняя связь:
М2 → КП → 28/35 → 18/33 → 22/33 → 23/46 муфта М4 включена →
→ ТВ, шаг 6 мм → консоль (П3).
Группа настраивается на скорость – КП, на путь и исходное положение по лимбу (упору), на направление – реверсированием электродвигателя.
УКЦ для минимальной вертикальной подачи консоли
УКЦ для ускоренного хода консоли
Ручная подача консоли осуществляется маховиком 3.
Бесконсольный вертикально-фрезерный станок с крестовым столом модели 6560. Предназначен для фрезерования различных деталей торцовыми, цилиндрическими и фасонными фрезами. На станке можно обрабатывать плоские вертикальные и горизонтальные поверхности, пазы, углы, рамки и т.п. На базе этого станка выпускают станок с цикловым программным управлением модели 6560Ц и станок с ЧПУ модели 6560Ф3.
Рис. 3.24. Кинематическая схема вертикально-фрезерного станка модели 6560
Техническая
характеристика.
Размеры рабочей поверхности стола
Число частот вращения шпинделя 18; пределы
частот вращения -25 – 1250 мин-1.Пределы
подач: крестового стола продольные и
поперечные -10 – 1500 мм/мин;
шпиндельной бабки вертикальные – 3 –
500 мм/мин.
Регулирование подач –бесступенчатое.
Ускоренный ход: крестового стола
продольный и поперечный – 2500 мм/мин;
шпиндельной бабки вертикальный – 830
мм/мин.
Кинематическая структура станка (рис.3. 24) содержит группу скорости резания Фv (В1) и три группы подач: продольной подачи крестового стола Фs1(П2), поперечной подачи крестового стола Фs2(П3), вертикальной подачи шпиндельной бабки Фs3(П4).
Группа скорости резания Фv (В1), конструктивно выполненная в виде шпиндельной бабки. Ее внутренняя связь:
пиноль шпиндельной бабки → шпиндель VI (В1).
Внешняя связь - кинематическая цепь, конструктивно выполненная в виде коробки круговых частот:
М1 → 24/56 → тройной блок Б1 → тройной блок Б2 →
→ двойной блок Б2 → полый вал V → шпиндель VI (В1).
Группа настраивается на скорость – блоками Б1, Б2, Б3; на направление –реверсированием асинхронного электродвигателя М1.
УКЦ для максимальной частоты вращения шпинделя
Режущий инструмент крепят в конусе шпинделя через переходные оправки с помощью тарельчатых пружин, а освобождают инструмент пневмоцилиндром, расположенным в верхней части шпиндельной бабки.
Группы подач Фs1(П2), Фs2(П3), Фs3(П4) имеют общую бесступенчатую коробку подач (КП), оснащенную регулируемым электродвигателем постоянного тока М2 (диапазон регулирования 10 – 1500 мин-1, максимальная круговая частота электродвигателя равна 3000 мин-1), и содержащую общий участок их внешних связей, включая передачи реверсивного механизма, 25/50 ∙ 33/33 ∙ реверс (25/50 или 25/z ∙ z /50).
Группы подач настраиваются на 4 параметра: скорость – бесступенчатым изменением круговой частоты электродвигателя, направление – цилиндрическим реверсом, управляемым соответствующей парой электромагнитных муфт М1, М2 или М3, М4 или М5, М6, путь и исходное положение по лимбам (упорам). Муфты М7, М8, М9 – осуществляют торможение исполнительных органов групп подач при позиционировании на ускоренном ходу.
Группа продольной подачи крестового стола Фs1(П2). Ее внутренняя связь
направляющие салазок → продольный стол (П2).
Внешняя связь и расчетная цепь совпадают и имеют вид кинематической цепи, соединяющей КП с ТВ XXVI (передача винт-гайка, шаг 8 мм).
УКЦ для максимальной продольной подачи
Группа поперечной подачи крестового стола Фs2(П3). Ее внутренняя связь
направляющие основания → салазки (П3).
Внешняя связь и расчетная цепь совпадают и имеют вид кинематической цепи, соединяющей КП с ТВ XX (передача винт-гайка, шаг 8 мм).
УКЦ для минимальной продольной подачи
Группа вертикальной подачи шпиндельной бабки Фs3(П4). Ее внутренняя связь
вертикальные направляющие стойки → шпиндельная бабка (П3).
Внешняя связь и расчетная цепь совпадают и имеют вид кинематической цепи, соединяющей КП с ТВ XXXI (передача винт-гайка, шаг 8 мм).
УКЦ для максимальной вертикальной подачи
Ускоренные подачи исполнительных органов обеспечивается групп подач обеспечивается теми же кинематическими цепями, что и рабочие подачи. Причем при ускоренных подачах используется частота вращения электродвигателя, равная 2500 мин-1.
Ручные перемещения продольного стола и салазок осуществляются маховиками 2 и 1 через ряд передач. Ручное перемещение пиноли шпинделя осуществляется от маховика 3 посредством зубчатых передач 18/45, 18/45 и червячно-реечной передачи, червяк которой закреплен на валу XI, а рейка закреплена на пиноли. Отсчет перемещений шпиндельной бабки производят по лимбу 4 на валу XII, кинематически связанному с рейкой, закрепленной на стойке. Поворот бабки осуществляется вручную с помощью квадрата на валу VII через червячную передачу 1/24, колесо 17 и зубчатый сектор 119.