14.6. Шпиндельные коробки

Шпиндельная коробка является специальным узлом агрегатного станка. С ее помощью производят обработку ряда отверстий с параллельными осями. В шпинделях коробки устанавливают одинаковые или разные инструменты. Каждый шпиндель получает вращение в нужную сторону с заданной частотой. На каждый инструмент передается требуемый крутящий момент.

Шпиндельная коробка почти полностью состоит из унифицированных эле­ментов. Валы и шпиндели расположены в чугунном литом корпусе, в состав которого входят собственно корпус, задняя плита и крышка (рис. 14.11). Задняя плита крепится к упорному угольнику. Крышка служит резервуаром для масла при вертикальном положении коробки. Применяют шпиндельные коробки 24 типоразмеров (табл. 14.11). Промежуточные валы диаметром 20...50 мм помещаются на подшипниках с установочными кольцами (рис. 14.12, а, б, в), диаметром 60 и 75 мм — без установочных колец (рис. 14.12, г, д) .Шпиндели (рис. 14.13) монтируются на радиальных подшипниках, которые для повышения жесткости узла разнесены в пределах толщины стенки корпуса. Удлинители с режущими инструментами крепятся в шпинделе сто­порными винтами. Зубчатые колеса в коробке размещены в четырех рядах (см. рис. 14.12). Два ряда ( / и II) расположены в корпусе, один (0)— в полости передней крышки, один {III) — в полости, образованной задней пли­той. (На рис. 14.12, а, 14.12, д, 14.13 показаны варианты расположения зубча­тых колес.)

Проектирование шпиндельных коробок автоматизировано. На первом эта­пе конструктор вручную разрабатывает ее кинематическую схему, а затем за­носит в бланк исходной информации данные о размерах шпинделей, о нагруз­ках на них, модули и числа зубьев колес, координаты осей валов и др. Инфор­мация вводится в ЭВМ. Вычислительная машина выполняет кинематический и силовой расчеты, проверяет пространственную совместимость деталей и узлов. В результате проектирования она выдает таблицы сборок валов и шпин­делей, спецификации, таблицы расточек и подрезок в корпусных деталях и другую документацию, необходимую для вычерчивания шпиндельной короб­ки и изготовления ее корпусных деталей. Корпусные детали обрабатываются в полуавтоматическом режиме на многоцелевых станках с ЧПУ

14.7. Последовательность проектирования агрегатного станка

Основным документом на проектирование агрегатного станка является техническое задание. В него включают чертеж обрабатываемой детали, на ко­тором выделяют поверхности, подлежащие обработке на станке; годовую про­грамму выпуска деталей; вид смазочно-охлаждающей жидкости.

Выделяют базовые поверхности детали с расчетом, что при их использо­вании будет гарантирована заданная точность обработки. Выбор базовых по­верхностей связан также с компоновкой станка, на котором предполагается ее обрабатывать.

На станках компоновок первого типа (рис. 14.14,д) обрабатываемые за­готовки остаются неподвижными в течение всего цикла обработки. Станки не имеют устройства для их периодического транспортирования. Заготовка 4 закрепляется в приспособлении 5, установленном на средней станине 10. На боковых станинах 9 помещают силовые столы 8. На них с помощью упор­ных угольников 7 закрепляют шпиндельные коробки 6 или устанавливают сверлильную, расточную или фрезерную бабку. На боковую подставку 11 по­мещают вертикальную стойку 1 с силовым столом 2 и шпиндельным узлом 3. Станки обеспечивают относительно высокую точность детали, так как при од­ной установке можно обрабатывать ее сочно связанные поверхности.

Станки компоновок второго типа имеют транспортное устройство для об­рабатываемых деталей в виде поворотного делительного стола (рис. 14.14,6).

В приспособлении 13, помещенном на столе 14, закрепляют несколько заготовок, распо­ложенных по окружности. Обработка загото­вок сверху производится инструментами, ус­тановленными/в одной шпиндельной коробке 12, перекрывающей все позиции стола, или с помощью нескольких отдельных силовых узлов. Боковые поверхности детали обраба­тываются инструментами, установленными на силовых узлах, помещенных на горизон­тальных боковых станинах. Производитель­ность обработки может быть повышена при совмещении времени установки и съема дета­лей с временем обработки.

Станки компоновок третьего типа (рис. 14.14, в) имеют транспортное устройство для обрабатываемых заготовок в виде делитель­ного барабана 77с горизонтальной осью вра­щения. На его гранях находятся приспособления для закрепления заготовок. На гори­зонтальных силовых узлах 15 и 19, установленных с одной или с двух сторон, помещают шпиндельные коробки 16 и 18, перекрывающие все позиции бараба­на. На таких станках часто обрабатывают детали с двух противоположных сто­рон (корпусные, трубы, валы). С помощью небольших подвесных головок об­рабатывают и другие поверхности.

Станки компоновок четвертого типа имеют многопозиционный линейно перемещающийся стол. Обрабатываются крупногабаритные детали или много одинаковых элементов, обработка которых должна быть распределена между двумя-тремя позициями станка.

Выбрав компоновку станка, определяют расчетное время цикла:

где Ф — номинальный годовой фонд времени работы станка; заданная го­довая программа выпуска деталей; коэффициент технического исполь­зования станка; в зависимости от его сложности принимается равным 0,85...0,9.

Циклограмму станка оформляют в виде таблицы. Слева перечисляют эле­менты цикла станка и его механизмы. На горизонтальной оси откладывают продолжительность каждого элемента цикла. Все движения делят на активные и совмещенные. Продолжительность активных движений в сумме составляет время цикла. Совмещенные движения происходят одновременно с активными. По циклограмме находят время, приходящееся на все активные вспомо­гательные движения (на установку и съем заготовки, подвод и отвод сило­вых узлов, перемещения транспортного устройства и т.д.). Затем определяют основное технологическое время t_{о. т} равное времени рабочих ходов силовых узлов:

t_о.т =t_ц –t_в

Выбирают методы обработки поверхностей и назначают режимы резания. При этом стойкость режущих инструментов должна зависеть от числа инстру­ментов в наладке. Распределяют инструменты по силовым узлам и согласно выбранным режимам резания определяют расчетное основное технологическое время Если оказалось, что меньше допускаемого то, снижая расчетную скорость резания, увеличивают до . Если , то предусматривают выполнение так называемых лимитирующих переходов по частям на нескольких последующих позициях станка или заменяют инструмен­ты на более производительные. Для каждого инструмента определяют осевое усилие, крутящий момент, мощность резания.

После расчета режимов резания и распределения переходов по силовым узлам разрабатывают схемы обработки. Режущие инструменты изображают в положении, соответствующем окончанию обработки. Вместе с инструмен­том на схеме показывают шпиндель 1 (рис. 14.15), удлинитель 2 (оправку, борштангу, патрон и т.п.), кондукторную втулку 3 и обрабатываемый эле­мент детали 4. Наносят размеры обрабатываемой поверхности детали, инстру­ментальной наладки, в том числе необходимые для настройки инструмента вне станка.

Согласно чертежу обрабатываемой детали и схемам обработки, проекти­руют специальные режущие и вспомогательные инструменты, приспособле­ние, шпиндельные коробки, другие оригинальные узлы. С учетом габаритов обрабатываемой детали, силовых факторов процесса резания и схем обработ­ки по каталогам подбирают унифицированные узлы. Разрабатывают общие виды агрегатного станка.

51