Вопрос 7: Конструкция и наладка вертикального многошпиндельного полуавтомата на примере 1к282. Многошпиндельные токарные полуавтоматы

Многошпиндельные токарные полуавтоматы предназначены для изготовления деталей из штучных литых, кованых и штампован­ных заготовок из различных марок сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов. Большинство деталей, изготавливаемых на этих полуав­томатах, имеет длину меньше диаметра и поэтому они закрепляют­ся в патронах. Многошпиндельные полуавтоматы выпускаются с

горизонтальным и вертикальным расположением рабочих шпинде­лей.

Горизонтальные полуавтоматы строятся на базе аналогичных мо­делей многошпиндельных автоматов и поэтому большинство их узлов и механизмов имеет такую же конструкцию и рабочие характеристики. Значительное отличие в конструкции имеет только узел рабочего шпинделя, так как съем готовой детали и установка заготовки в патроне осуществляются вручную. Для этого в конструкции всех шпинделей полуавтомата предусмотрена возможность выключения их вращения и торможения в позиции загрузки (IV, VI - рис. 3.22 или VIII, соответственно, в четырех, шести и восьмишпиндельных полуавтома­тах), а также установлены гидрофицированные механизмы зажима и разжима заготовок. Поперечный суппорт в позиции загрузки не уста­навливается.

На рис. 3.38 показан шпиндельный блок шестишпиндельного гори­зонтального полуавтомата, конструкция которого, за исключением шпиндельного узла, почти полностью повторяет конструкцию базовой модели автомата (сравните рис. 3.25). В передней опоре шпинделя установлены двухрядный роликовый подшипник 13 и упорно-радиаль­ный шарикоподшипник 12, а в задней - два радиально-упорных шари­коподшипника 9.

Вращение шпиндель получает от центрального зубчатого колеса 15 через колесо 7 и фрикционную муфту 6. Торможение шпинделя осуществляется фрикционной муфтой 3. Заготовка зажимается в патроне 14 при смещении тяги 11 влево пакетом тарельчатых пружин

10, а разжим производится поршнем 4, шток 8 которого свинчен с тягой

11. Включение-выключение фрикционных муфт 3 и 6 осуществляет плавающий цилиндр 5. При подаче масла в левую полость цилиндра поршень 4 смещается вправо, сжимая пакет тарельчатых пружин и разжимая заготовку, а цилиндр 5 - влево, выключая приводную муфту 6 и включая тормозную муфту 3. Переключение муфт перед началом рабочего цикла производится подачей масла под давлением в правую полость цилиндра. Масло в полости цилиндров всех шпинделей подводится через центральный золотник 1, поворотом которого с помощью рукоятки 2 можно осуществить разжим заготовки и выключение-включение вращения рабочего шпинделя на любой позиции полуавтомата. Наладка этих полуавтоматов практически не отличается от наладки базовых моделей горизонтальных много­шпиндельных автоматов.

Вертикальные многошпиндельные токарные полуавтоматы по принципу своей работы могут быть параллельного и последовательного действия. Схема работы полуавтомата параллельного действия приве­дена на рис. 3.39. Карусель 1 полуавтомата с расположенными по окружности рабочими шпинделями и индивидуальными для каждой позиции суппортами 2 медленно поворачивается относитель­но основания 5 вокруг колонны 4 и установленной на ней группы кулачков 3.

Рис. 3.39. Схема работы вертикального многошпиндельного полуавтомата параллельного действия (а), с непрерывным вращением карусели (б) и с периодическим поворотом карусели (в).

Обработка заготовки от начала до конца производится на одной позиции и только одной группой инструментов за время почти полного оборота карусели. Готовая деталь снимается с полуавтомата после каждого поворота карусели на одну позицию. Съем готовой детали и установка заготовки производятся на этих полуавтоматах или на ходу (рис. 3.39, б) во время прохождения зоны загрузки или с остановкой в данной позиции (рис. 3.39, в). В позиции загрузки (зоне) шпиндель не вращается, а суппорт отходит в верхнее положение. Для облегчения условий работы в этой зоне предусматривается специальное подъемное устройство.

Технологические возможности полуавтоматов этого типа ограниче­ны и поэтому на них обрабатываются более простые заготовки. На рис. 3.40 показана схема обработки заготовки на шестишпиндельном полуавтомате параллельного действия, у которого на пяти позициях производятся одни и те же операции группой инструментов из 15 рез­цов, установленных на резцовых головках.

Обработка заготовок на вертикальных полуавтоматах последова­тельного действия (рис. 3.41) производится несколькими группами инструментов, закрепленных на суппортах 2, которые размещены на гранях неподвижной колонны 3. Заготовки крепятся в патронах 1 вра­щающихся вертикальных шпинделей, расположенных по окружности в общем шпиндельном блоке в виде поворотного стола 4, который периодическим поворотом относительно неподвижных оснований 5 и колонны 3 осуществляет смену позиций.

За один оборот стола заготовка последовательно проходит через все позиции, подвергаясь полной обработке, и после каждого пово­рота стола на одну позицию с полуавтомата снимается готовая де­таль. Вращение шпинделей в каждой позиции осуществляется от

индивидуальных приводов, а при смене позиций и в позиции загрузки они не вращаются. По­перечных суппортов на верти­кальных полуавтоматах нет и для получения в отдельных по­зициях полуавтоматов последо­вательного действия поперечной подачи инструментов использу­ются специальные суппорты, в которых продольное перемеще­ние преобразуется в попереч­ное.

На рис. 3.42 показана схема обработки заготовки на верти­кальном восьмишпиндельном по­луавтомате последовательного действия, в которой на III и IV позициях с поперечной пода­чей производятся подрезание торца, снятие фаски и прота­чивание выточки и канавки. Кроме того, в данном примере используется специальное при­способление для растачивания внутренней сферы на VI и VII позициях.

Основные технические харак­теристики вертикальных полу­автоматов приведены в таб­лице 3.6.

Все вертикальные много­шпиндельные полуавтоматы имеют практически одинаковую компоновку, а отличия в устрой­стве и конструкции отдельных узлов связаны главным образом с принципом работы полуавто­мата. Ниже рассматривается только полуавтомат последова­тельного действия, как более сложный в конструктивном от­ношении.

На рис. 3.43 приведена ком­поновка восьмишпиндельного полуавтомата последовательно­го действия мод. 1К282, на осно-

Рис. 3.42. Схема обработки чашки дифференциала на вертикальном полуавто­мате последовательного действия.

Рис. 3.43. Компоновка вертикального восьмишпиндельного полуавтомата мод. 1К282.

вании 14 которого смонтированы все основные узлы и механизмы станка. В тумбе основания закреплена основная несущая часть полуав­томата - пустотелая колонна 9, у которой внизу на конусе смонтирован поворотный стол 12 с рабочими шпинделями 11, в средней части -направляющие для суппортов 2, а сверху с помощью венца 8 семь коробок скоростей и подач 4, электродвигатель 6 с редуктором 7 и стойка 5 с гидроцилиндром для включения через тягу 10 семи синхронизаторов 16 и тормоза 15. Вращение на шпиндели от коробок скоростей передается валами 3, размещенными внутри колон­ны. Механизм поворота и фиксации 13 стола установлен в нише основания, которая одновременно является резервуаром гидросистемы

Рис. 3.44. Кинематическая схема вертикального многошпиндельного полуавтомата мод. 1К282.

станка. Электрооборудование полуавтомата смонтировано в специаль­ном шкафу 1.

Кинематическая схема этого полуавтомата показана на рис. 3.44. Она включает следующие кинематические цепи: привод главного дви­жения, приводы рабочей и ускоренной подач суппортов, вращения ко-мандоаппарата и привода механизма поворота стола.

Привод главного движения осуществляется от двигателя М1 через зубчатые колеса редуктора 16/39 и далее 39-118-31 (при высоком ряде частот вращения) или через 22/39, 22/39 и 39-118-31 (при низком ряде частот вращения). С вала V вращение передается через гитару смен­ных зубчатых колес а и b, зубчатые колеса 35/40, 37/50 (37/37 при

скоростном исполнении). Каждый шпиндель, находящийся в рабочей позиции, имеет индивидуальную цепь привода, начиная с вала V.

Привод рабочей подачи суппортов осуществляется от вала VI через червячную передачу 1/32, сменные колеса с,d,е и f и далее через зубчатые колеса 35/62 (включена муфта ЭМ1) или 58/39 (включена муфта ЭМ2) на вал XIII. С этого вала через коническую передачу 27/38 вращение передается гайке и от нее ходовому винту (t_хв = = 12 мм) с суппортом. Переключение муфт ЭМ1 и ЭМ2 можно произ­водить в процессе обработки, получая две рабочие подачи суппорта: мелкую и крупную.

Привод ускоренной подачи суппортов осуществляется от вала V через конические колеса 20/20 и цилиндрические 70/40 на вал X. При ускоренном подводе суппорта включается муфта ЭМЗ, и вращение передается через зубчатые колеса 57/39, 38/59, 27/38 на гайку ходового винта, а при ускоренном отводе суппорта (включается муфта ЭМ4) вращение на гайку ходового винта передается через зубчатые колеса: 58-31-38-59 и 27/38. При переходе с высокого ряда частот вращения на низкий для сохранения постоянной скорости ускоренного перемещения суппорта необходимо поменять местами колеса в передаче 70/40 между валами IX и X. Скорости быстрого подвода и отвода суппорта соответственно равны 3,6 и 3,5 м/мин.

Привод вращения командоаппарата осуществляется от вала ХIII че-рез винтовую зубчатую передачу 18/13 и червячную 1/66.

Привод механизма поворота стола осуществляется от электродвига­теля М2 через червячную передачу 1/25, зубчатые колеса 14/105 к мальтийскому механизму. Водило мальтийского механизма

Рис. 3.45. Опора поворотного стола вертикального полуав­томата мод. 1К282.

смонтировано на ступице колеса 2 = 105, а мальтийский крест на нижней плоскости пово­ротного стола, который может быть повернут на 1/8 или 1/4 (на две позиции) часть оборота.

Управление поворотом и фиксацией стола осуществляется кулачками, установленными на правом конце вала XXII, нажатием на соответ­ствующие конечные выключатели. Кроме пово­рота через червячную передачу 4/28, вал XXII получает осевое перемещение от гидроцилиндра 1 при фиксации и расфиксации стола.

Поворотный стол с восьмью шпиндельными узлами смонтирован и вращается на конусной части колонны и на специальном двойном упор­ном шарикоподшипнике (рис. 3.45), восприни­мающем вертикальную нагрузку. Он включает

Рис. 3.46. Шпиндельный узел вертикального полуавтомата мод. 1К282.

верхнее 9 и нижнее 1 кольца с желобами - дорожками качения и среднее кольцо - фланец 5, между которыми заложены шарики 2 и 6, закрытые ленточным уплотнением 7 и кожухами 4 и 8. Натяг в упорном подшипнике регулируется винтами 10, а радиальный зазор в конусной радиальной опоре стола (на рис. не показана) путем пригонки компенсаторных секторов 3.

Шпиндельный узел (рис. 3.46) является самым ответственным узлом полуавтомата, определяющим точность и чистоту обработки. Шпиндель 1 смонтирован в конических роликовых подшипниках 3 в стака­не 4, который устанавливается в расточенном отверстии поворотного стола. Нижний конец шпинделя поддерживается радиальным шарико­подшипником. На фланце шпинделя 7 крепится кулачковый патрон, зажим-разжим заготовки в котором производится, соответственно, при опускании и подъеме тяги 6, установленной в центральном отверстии шпинделя. Тяга свинчена со штоком 5, на котором смонтированы поршни 9 и 11 сдвоенных гидроцилиндров 10 и 12. Для надежности переключения тяговое усилие при разжиме развивается больше, чем при зажиме. Это достигается подачей масла при зажиме в штоковые полости гидроцилиндров через отверстия 19, 20, 18, 17 и выточку 13 в шпинделе, а при разжиме - в поршневые полости через отверстия 22, 21, 16, 15 и зазор 14 в нижний гидроцилиндр, а через шлицевые каналы в штоке 5 - в верхний. Вращение шпинделя с частотой, настроенной в данной рабочей позиции, осуществляется от привода главного движе­ния через узел синхронизации и зубчатые колеса 8-2. (Станочное оборудование автоматизированного производства. Т.2. Под ред. В.В. Бушуева. – М.: Изд-во «Станки», 1994.-656 с.)