3.8.4. Токарный патронно-центровой станок модели 16к20ф3
Станок предназначен для токарной обработки наружных и внутренних поверхностей деталей типа тел вращения со ступенчатым и криволинейным профилями за один ил несколько рабочих ходов в замкнутом полуавтоматическом цикле. В зависимости от возможностей системы ЧПУ на станке можно нарезать различные резьбы. Станок имеет традиционную для токарных станков компоновку. Он имеет максимально возможную унификацию узлов с токарно-винторезным станком модели 16К20, на базе которого выпускается.
Техническая характеристика. Наибольший диаметр обрабатываемой детали над станиной 400 мм, над суппортом 220 мм; диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя 50 мм; число инструментов 6; число частот вращения шпинделя 12 (из них 9 по программе); пределы частот вращения шпинделя 35 – 1600 мин-1; число подач – бесступенчатое регулирование; пределы рабочих подач: продольных 3 – 700 мм/мин, поперечных 3 – 500 мм/мин; скорость быстрых перемещений: продольных 4800 мм/мин, поперечных 2400 мм/мин; дискретность перемещений: продольных 0,01 мм, поперечных 0,005 мм.
Станок оснащен контурными устройствами ЧПУ. Модификации станка в зависимости от комплектации с устройством ЧПУ имеют разные индексы. Например, станок модели 16К20Ф3С1 работает с устройством «Контур 2ПТ», станок 16К20Ф3С2 – с устройством фирмы Alkatel, станок 16Е20Ф3С5 – с устройством Н221М. Устройство ЧПУ обеспечивает движение формообразования, изменение значений подач и частот вращения шпинделя, индексацию резцовой головки и в большинстве случаев нарезание резьбы по программе. Число управляемых координат равно двум, из них одновременно управляемых две.
Кинематическая структура станка (рис. 3. 73) содержит традиционные для токарно-винторезных станков группы формообразования.
Внешняя связь группы Фv(В1) скорости резания (главное движение) имеет вид:
М1 → 126/182 → АКС → 200/280 → 40/54 →
Б1 (30/60 или 65/43) → шпиндель V1 (В1).
Автоматическая коробка скоростей (АКС) обеспечивает девять переключаемых в цикле частот вращения шпинделя вследствие включения электромагнитных муфт. Вал 11 имеет три значения частоты вращения при переключении муфт М1, М2, М3 (соответственно передачи 36/36 или 30/42 или 24/48); вал 111 вращается уже с девятью различными частотами; при включении муфты М4 работает передача 48/24, муфты М5 – передача 30/42, муфты М6 – передача 14/56. Одновременное включение муфт М4 и М6 осуществляется торможение шпинделя. В шпиндельной бабке вручную переключается блок Б1, что обеспечивает получение двух диапазонов частот вращения шпинделя (35 – 560 и 100 – 1600 мин-1). Практически шпиндель имеет 12 частот вращения.
УКЦ для минимальной частоты вращения шпинделя
Рис. 3. 73. Кинематическая схема токарного станка с ЧПУ
В винторезной модификации станка устанавливают датчик (измерительный преобразователь ВЕ-51) резьбонарезания, связанный со шпинделем беззазорной зубчатой передачей 60/60.
Группы продольной подачи Фs1(П2) и поперечной подачи Фs2(П3) могут иметь два исполнения: с гидравлическим шаговым приводом (рис. 3.73,а) и с электродвигателем постоянного тока (рис. 3.73,б). В первом случае применяют электрогидравлические шаговые двигатели ШД5-Д1 с гидроусилителем Э32Г18-23 для продольной подачи и гидроусилителем Э32Г18-22 для поперечной подачи. Тяговые валы обеих групп: шариковый винт X продольной подачи и шариковый винт V111 поперечной подачи получают вращение через беззазорные передачи соответственно 30/125 и 24/100.
Минимальная продольная подача (цена импульса)
s прод min = (1/240) (30/125) 10 = 0,01 мм,
где 1/240 – минимальная доля оборота выходного вала гидроусилителя при шаге на выходном валу шагового двигателя 1,50.
Минимальная поперечная подача (цена импульса)
s поп min = (1/240) (24/100) 5 = 0.005 мм.
В случае применения двигателей постоянного тока на шариковые ходовые винты устанавливают измерительные преобразователи, выполняющие в системе управления функцию датчиков обратной связи.
Суппорт и каретка имеют традиционное устройство, но их размеры увеличены по высоте для повышения жесткости и возможности установки винта поперечной подачи.
Кинематика станка включает также вспомогательную группу Вс(В4) поворота шестипозиционного резцедержателя с горизонтальной осью вращения, оснащенный съемной инструментальной головкой. Внешняя связь группы имеет вид
М4 → 20/62 → 1/67 → поворотный резцедержатель (В4).
Управление поворотом резцедержателя осуществляется по программе посредством кулачковых муфт М7, М8, М9 и конечных выключателей.
Съемная инструментальная головка имеет шесть позиций. В нее можно установить шесть резцов – вставок или три инструментальных блока, которые настраивают на размер вне станка, в специальных оптических приспособлениях, Установку инструмента на определенный размер осуществляют регулировочными винтами в двух плоскостях.
Гидрооборудование станка состоит из гидростанции с контрольно-регулирующей аппаратурой, двух гидроусилителей крутящих моментов и магистральных трубопроводов.