Екзаменаційний білет № 2

1. Економічна доцільність застосування токарно-револьверних верстатів.

Широко застосовуваним класом металорізального устаткування є верстати токарної групи, зокрема токарно – револьверні верстати. Вони призначені для різних операцій, пов’язаних з обробкою матеріалів різанням: обробки зовнішніх та внутрішніх циліндричних та конічних поверхонь, торців прилеглих до цих поверхонь, фасонних поверхонь, гвинтових поверхонь Деталі на цих верстатах оброблюються у автоматичному та напівавтоматичному режимах.

Рисунок 1. Токарно-револьверний верстат.

Токарно-револьверні верстати застосовують в серійному виробництві для оброблення деталей з пруткового матеріалу або окремих заготовок (рис. 2). На цих верстатах можна виконувати всі основні токарні операції. Револьверні верстати відрізняються від токарно-гвинторізних тим, що у них немає задньої бабки і ходового гвинта, а є револьверна головка, в якій установлюють різний різальний інструмент (різці свердла, зенкери, розгортки). Інструмент кріпиться також і в різцетримачі поперечного супорта. Токарно-револьверні верстати раціонально застосовувати в тому випадку, якщо, за технологічним процесом, потребується велика кількість різальних інструментів. Головна перевага токарно-револьверних верстатів — можливість скорочення машинного часу завдяки застосуванню багаторізцевих державок для одночасного оброблення кількох поверхонь деталей інструментами, встановленими в револьверній головці та на поперечному супорті.

Токарно-револьверні верстати відрізняються від токарно-гвинторізальних наявністю інструментальних поворотних (револьверних) головок та відсутністю ходового гвинта і кінематичного ланцюга налагодження для нарізування різьби різцем. Розрізняють токарно-револьверні верстати з вертикальною віссю револьверної головки (ВВРГ) та верстати з горизонтальною віссю револьверної головки (ГВРГ). У верстатах першого типу, окрім каретки з револьверною головкою, є поперечний супорт з чотирипозиційним різцетримачем на окремій каретці, а верстати другого типу мають лише одну каретку з револьверною головкою. Перевагою токарно-револьверних верстатів є те, що вони дають можливість застосовувати та швидко замінювати велику кількість різців і стрижневих різальних інструментів, які закріплюють у посадкових гніздах револьверних головок.

Рис. 2. Токарно-револьверний верстат

Застосовувані інструменти та прийоми роботи на токарно-револьверному верстаті зазвичай такі самі, що й на токарно-гвинторізному. Тому верстатник, котрий володіє навичками роботи на токарно-гвинторізному верстаті, може успішно працювати на револьверному. Робота токаря-револьверника по суті являє собою роботу оператора, оскільки налагодження верстата (закріплення інструментів у револьверній головці за технологічною послідовністю, встановлення упорів на налагоджувальних барабанах, оброблення пробної деталі та пред'явлення її контролеру ВТК) належить до функцій спеціально навченого робітника високої кваліфікації — налагоджувальника.

2. Призначення технічна характеристика анодно-механічного верстата, основні механізми , принцип роботи анодно-механічних верстатів.

В машинобудуванні отримала розповсюдження анодно-механічна обробка, яка забезпечує шорсткість R_а = 0,05 … 0,025 мкм.

Анодно-механічний метод обробки особливо ефективний для обробки сплавів з високими механічними властивостями: для розрізання пруткового вольфраму, сталей високої твердості і легованих важкооброблюваних сталей, шліфування, заточки інструментів тощо.

При анодно-механічній обробці – розрізанні електроінструмент виготовляють зазвичай у вигляді диска із м'якої сталі. Інструмент-диск 2 і заготовка 1 приєднується до генератору постійного струму 4, диск до «-», а заготовка до «+».

Суть процесу заключається в наступному: рідина-електроліт (водяний розчин рідкого скла) подається по трубці 3 між інструментом 2 і заготовкою 1, які обертаються (рис. 99); струм, що проходить через електроліт, розчинює метал, утворюючи на його поверхні тонку окисну плівку 3 (рис. 100, а) на заготовці 2. Плівка, маючи низьку міцність, легко знімається диском 1 при обертанні (рис. 100, б)

Рисунок 99 - Схема анодно-механічного різання

Рисунок 100 - Процеси, які відбуваються при анодно-механічній обробці:

а – електромеханічне розчинення; б- електрична ерозія

Анодно-механічна обробка отримала найбільше поширення при заточуванні різального інструменту, а також чистовій доводці поверхонь.

При анодно-механічній заточці інструментів (рис. 101) інструмент 3 закріплюють в тисках 4, які прєднують до позитивного затискача генератору постійного струму. Заточування виконується диском 1, який швидко обертається, виготовленим із міді, чавуну, низьковуглеродної сталі. В зону стикання заточуваного інструмента 3 з диском 1 подається через трубку 2 електроліт.

Рисунок 101 - Схема анодно-механічного заточування інструменту

Анодно-механічне заточування і доводку виконують в три переходи: обдирка, шліфування і доводка. Всі ці переходи виконують на одному і тому же верстаті за одну установку заточуваного інструмента. При цьому змінюють електричні режими обробки. Обдирку проводять при напрузі 20 В, шліфування – напрузі 15 В, при доводці знижують напругу до 10 В. При обдирці знімається великий шар металу(1 … 1,5 мм). При шліфуванні глибина шару, що знімається не перевищує 0,1 мм. Доводкою віднімається незначний шар металу до 0,01 … 0,03 мм.

Білет 3.

1. Передаточні відношення кінематичних ланцюгів

Передача рухів від електродвигуна до робочих органів верстата здійснюється за допомогою ряду механізмів: зубчастих, ремінних, черв’ячних, гвинтових, рейкових і ін. Умовне зображення цих механізмів, з'єднаних в певній послідовності в кінематичні ланцюги, називається кінематичною схемою [1, 2, 3]. Кожен кінематичний ланцюг – це система послідовно з'єднаних елементарних механізмів, забезпечують виконавчі рухи робочих органів верстата (обертання шпинделя, поступальне переміщення стола верстата і т. д.).

Рівняння кінематичного балансу Рівняння, що встановлює функціональну залежність між величинами переміщень початкового та кінцевого ланок кінематичного ланцюга, називається рівнянням кінематичного балансу. Початкові ланки кінематичного ланцюга в більшості випадків отримують обертальний рух, кінцеві ланки отримують як обертальний, так і прямолінійний рух. Якщо початкові і кінцеві ланки обоє обертаються , то рівняння кінематичного балансу може бути представлене в наступному вигляді: , де – частота обертання кінцевої ланки (шпинделя), об/хв; – частота обертання початкової ланки (вала електродвигуна), об/хв; i – передаточне відношення кінематичного ланцюга. де – передаточне відношення окремих кінематичних пар ланцюга. Якщо початковій ланці надається обертальний рух, а кінцевій прямолінійний (рух подачі), то при хвилинній подачі рівняння кінематичного балансу має вигляд , де H – хід кінематичної пари, яка перетворює обертальний рух в прямолінійний . Для гвинтової пари , де – крок ходового гвинта, мм; К – кількість його заходів.

Для рейкової пари , де m – модуль зачеплення, мм; z - число зубів рейкового колеса. Коли подача кінцевої ланки задається в міліметрах на один оберт початкової ланки , рівняння кінематичного балансу має вигляд .

Привод верстата – це сукупність елементів що передають рух від джерела (двигуна) до робочих органів верстата. Сучасні верстати мають індивідуальні приводи, кожен верстат приводиться в дію від одного, або декількох двигунів. Розрізняють привід головного руху, привід подачі, привід прискорених переміщень, привід механізму заміни інструменту. Двигун може розміщатись рядом з верстатом, кріпитись на верстаті (фланцеве кріплення) і бути вмонтованим у верстат (вал двигуна являється одночасно шпинделем верстата).

Передавальний механізм, що є сукупністю пристроїв для передачі руху від двигуна до виконавчих органів (шпинделю, супорту, столу) називають приводом верстата. Спрощене графічне зображення рушійних, передавальних і виконавчих механізмів верстата називається кінематичною схемою верстата. Кінематичні схеми складаються з кінематичних ланцюгів, констуктивно виконаних у вигляді різних кінематичних ланок і пар.

За характером регулювання швидкості руху робочих органів розрізняють ступінчасті безступінчасті приводи. Ступінчасті приводи позволяють одержати в заданих границях певний ряд частот обертання, величин подач... Системи безступінчастого регулювання позволяють встановити на верстаті найбільш вигідні режими обробки і проводити на ходу зміну режиму обробки. В сучасних верстатах використовують, в основному, безступінчасті приводи.

Ступінчасті приводи виконуються у вигляді шестирінчастих коробок передач і гітар. Вони прості по конструкції, надійні у експлуатації тому одержали широке застосування. Так як верстати загального призначення повинні забезпечити обробку заготовок різних розмірів і з різних матеріалів, то вони повинні забезпечити широкий діапазон швидкостей різання, то вони повинні мати можливість в широкому діапазоні міняти числа обертів шпинделя від макс до мін. А оскільки коробка ступінчаста, то виникає питання як найбільш раціонально заповнити проміжок від макс до мін. Тут зміна частот обертання ведеться по геометричній прогресії п2=n1φ, n3=n2φ і т.д., де φ знаменник геометричної прогресії. На практиці застосовуються стандартні значення знаменника прогресії: 1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2. У більшості металорізальних верстатів загального призначення знаменник ряду 1,26 і 1,41.

У невеликих верстатах з малими діаметрами обробки φ= 1,58 і 1,76, а у великих верстатах φ= 1,26, 1,12 і 1,06. Число ступеней частот 3;4;6;8;12;18 і 24.

Механізми ступінчастого регулювання це коробки швидкостей (привід головного руху) і коробки подач верстатів. Коробки швидкостей вмонтовані в шпиндельні бабки, тумби, станини; коробки подач – у консолі, траверси…І перші і другі можуть бути змонтовані у спеціальних корпусах.

2.Основні вузли і механізми фрезерних верстатів. Кінематичні схеми сучасних моделей консольно-фрезерних (горизонтальних, вертикальних, універсальних фрезерних, широко універсальних); повздожньо - фрезерних верстатів.

В умовах одиничного й серійного виробництва застосовують горизонтально-фрезерні верстати при обробці плоских поверхонь невеликих за розміром металевих деталей. Для оброблення заготовок із чорних і кольорових металів застосовують циліндричні, торцеві, фасонні, кутові, модульні фрези, а також набір фрез. При обробленні деталей фрезами середніх розмірів із сталі, чавуну й кольорових металів застосовують вертикально-фрезерні верстати та торцеві, хвостові, кінцеві фрези й фрезерні головки.

Крім названих фрезерних верстатів, для оброблення фрезеруванням застосовують широкоуніверсальний горизонтально-фрезерний верстат з горизонтальним шпинделем і поворотною шпиндельною головкою. Наявність цієї головки дає змогу встановити шпиндель з фрезою під будь-яким кутом відносно стола та фрезерувати складні поверхні виробів.

Фрезерні верстати, залежно від типу, бувають різних моделей, наприклад: 6Н81Г, 8Р82, 6Р8Ш, 6Р83Ш — консольні горизонтально-фрезерні; 6Н11, РМ10, 6Р13 — вертикально-фрезерні.

Наведені вище шифри металорізальних верстатів згідно з розробленою Експериментальним науково-дослідним інститутом металорізальних верстатів (ЕНДІМВ) класифікацією поділено на дев’ять груп, які, в свою чергу, поділяються на дев’ять типів, і кожний металорізальний верстат маркують тризначним або чотиризначним числом, інколи додаючи літери.

Перша цифра позначає групу верстатів: 1 — токарні, 2 — свердлильні й розточувальні, 3 — шліфувальні й полірувальні, 5 — зубо- й різьбообробні, 6 — фрезерні, 7 — стругальні, довбальні, протяжні, 8 — розрізні, 9 — різні; а друга цифра — це тип верстата в групі, наприклад для фрезерної групи: 1 — вертикально-фрезерні консольні, 2 — фрезерні безперервної дії, 3 — вільна група, 4 — копіювальні й гравірувальні, 5 — вертикальні безконсольні, 6 — поздовжні, 7 — широкоуніверсальні, 8 — горизонтальні консольні, 9 — різні фрезерні; третя цифра (іноді третя й четверта) характеризує технічні особливості (розмір стола, величини його пересування тощо); літера свідчить про модернізацію, літера в кінці — галузь застосування верстата, наприклад: П — підвищеної точності, Ш — широкоуніверсальний.

Верстати фрезерної групи залежно від типу мають свої відмінні особливості за їх призначенням та конструкцією. Наприклад, горизонтально-фрезерний верстат відрізняється від вертикально-фрезерного розташуванням шпинделя: якщо шпиндель розташовано горизонтально, то і верстат буде називатися горизонтально-фрезерним і відповідно вертикально-фрезерний верстат має конструкцію, в якій шпиндель розташовано вертикально. Універсально-фрезерні та широкоуніверсальні верстати конструктивно відрізняються тим, що у першого може обертатися стіл, а у другого — ще й шпиндельна головка. За конструкцією поздовжньо-фрезерних верстатів їх столи пересуваються тільки в поздовжньому напрямку. У разі, коли за конструкцією стола фрезерного верстата він може обертатися навколо своєї осі, такі верстати називають карусельно-фрезерними.

Агрегатно-фрезерні верстати — це спеціальні верстати, які складаються з окремих агрегатів (нормалізовані вузли і деталі), що дозволяють швидко переналагоджувати їх на іншу роботу.

Перевагами агрегатних верстатів є те, що можна створювати потрібну комбінацію для фрезерування складних деталей будь-якого призначення.

Агрегатні верстати бувають з автоматичним і напівавтоматичним циклом. Ці верстати високопродуктивні та економічні, особливо при використанні їх у типових автоматичних лініях.

Фрезерні верстати, на яких виготовляють складні за формою деталі за копіром чи рисунком, відносять до копіювально-фрезерних верстатів. Верстати, призначені для нарізування різі на деталях або зубів на зубчастих колесах відповідно призначеними фрезами називають різьбофрезерними або зубофрезерними.

Основні вузли та механізми горизонтально- та вертикально-фрезерних верстатів

Для оброблення деталей фрезеруванням фрезерний верстат повинен мати частини та вузли, які дозволили б йому при роботі виконувати два рухи: головний рух і рух подачі. Так, за допомогою головного руху виконується основна робота фрезерування — різання металу фрезою, а рух подачі забезпечує пересування деталі відносно фрези.

Таким чином, для фрезерування фрезерний верстат повинен мати будову й вузли (механізми), які б виконували зазначені рухи, а також устаткування для закріплення та подачі деталі, що фрезерується, й пристрої для закріплення, регулювання й зміни швидкості обертання фрези.

Усі ці механізми та вузли розташовуються на станині верстата, призначеного для фрезерування деталей.

Горизонтально-фрезерний верстат (рис. 2.9.11) має такі вузли: привод верстата, станину, шпиндель, хобот з підвісками і оправкою, коробку швидкостей, коробку подач, консоль, поперечні полозки, робочий стіл, рукоятки.

Рис. 2.9.11. Горизонтально-фрезерний верстат

У нижній частині порожнини стояка розташовано коробку швидкостей з органами керування та рукоятками перемикання. У порожнину верхньої частини стояка вмонтовано шпиндель з механізмом руху.

На передній стінці стояка станини є вертикальні напрямні, якими рухається консоль, а зверху станини — горизонтальні напрямні для зсування хобота під час зміни фрези.

Шпиндель призначений для кріплення на ньому фрези і надання їй обертального руху. Для цього в торці шпинделя є внутрішня конічна поверхня, в яку входить оправка із затиснутою на ній фрезою.

Хобот з підвіскою (сергою) підтримує вільний кінець фрезерної оправки. У нижній частині хобота по всій його довжині йдуть напрямні, призначені як для переміщення самого хобота відносно станини, так і для переміщення серг, які є опорами для оправок.

Хобот можна з’єднати спеціальними тримачами з консоллю, в результаті чого збільшується жорсткість конструкції.

Коробка швидкостей змінює кількість обертів шпинделя, а отже, і фрези. Коробка має шість різних швидкостей, які передаються шпинделю клинопасовою передачею.

Коробка швидкостей має конічне гальмо, яке приводять у дію за допомогою електромагніта, розташованого на її корпусі.

Блоки шестерень пересовують рукояткою, що є на лівому боці станини.

Коробка подач має індивідуальний привод від асинхронного електродвигуна (N = 0,6 кВт, п = 1410 хв^-1), вмонтованого в консоль. Рух від електродвигуна через шестерні передається коробці подач, яка, крім 12-ти робочих подач, має одну прискорену.

Кількість обертів ходового гвинта, зв’язаного з подачею стола, можна змінювати, як і в токарних верстатах. Маховичок перемикання подач винесено на передню стінку консолі.

Рукоятки ручних подач стола розташовані на консолі спереду.

Стіл під час фрезерування подається за допомогою гвинтової передачі. Для визначення величини пересування стола в процесі обробки рукоятка ходового гвинта має лімб.

Консоль встановлено на вертикальних напрямних станини. Закріплюють її на станині клиновим з’єднанням, натискуючи на фіксатори. Пересувати консоль можна вручну за допомогою спеціального механізму гвинтовою передачею, але тільки при ослабленні фіксаторів.

На верхній частині консолі є горизонтальні напрямні, якими вручну пересувають поперечні полозки робочого стола. Як і консоль, полозки забезпечені фіксаторами. На поперечних полозках є напрямні, призначені для поздовжнього пересування робочого стола.

Робочий стіл призначений для закріплення заготовок. Заготовку можна закріплювати безпосередньо на поверхні стола або у встановлених на столі пристроях (лещатах, ділильних головках). Закріплюють її зазвичай за допомогою болтів, які своїми головками входять у Т-подібні пази стола.

Вручну або механічно стіл пересувають також за допомогою гвинтової передачі. Механізм подачі розташований у полозках.

Охолодження значно підвищує продуктивність фрезерування. Охолодна емульсія і вся система розташовані на основі, під заднім кожухом, звідки емульсія подається до інструмента.

У всіх моделях фрезерних верстатів для керування застосовують кнопки, рукоятки і маховики, а деякі верстати мають дублюючі органи керування, що забезпечує керування верстатом і спереду, і збоку.

Горизонтально-фрезерний верстат 6Н82Г, на відміну від звичайного горизонтально-фрезерного, має поворотний стіл, що розширює його можливості оброблювати вироби з наявністю гвинтових канавок. У зв’язку з цим він конструктивно складніший.

Привод — це сукупність механізмів та пристроїв верстата, за допомогою яких рухаються робочі органи верстата. Він надає потрібний рух і діапазон регулювання швидкостей головного руху та подачі відносно кількості обертів, плавності передачі крутного моменту так, щоб одержати якісні оброблені поверхні деталей за вимогами креслення.

Рух привода виконується від індивідуального електродвигуна потужністю N = 3 кВт і п = 950 хв^-1, який вмикається за допомогою пускача або рукоятки. Електродвигун розташовується на підмоторній плиті і має фланцеве з’єднання через коробку швидкостей зі шківом, від якого через передачу передається шпинделю верстата.

Станина є основною частиною верстата, на якій розташовуються всі вузли і механізми. Разом з основою верстата станина встановлена на фундаменті на болтах. Виготовляють її з чавуну ливарним способом. Станина має перетин коробкової форми, яка для жорсткості всередині підсилена ребрами. В порожнині верхньої частини станини розміщено шпинделі з механізмом руху. В нижній частині станини є моторна плита з електродвигуном, зв’язаним з коробкою швидкостей, від якої виведено рукоятку керування. У середній частині верстата є кнопковий пускач і рукоятка та деякі вузли, такі як коробка швидкостей, шпиндель, механізм передачі руху до коробки подач. На передній стінці станини є вертикальні напрямні для переміщення консолі, а зверху — горизонтальні напрямні для хобота. Такі вузли верстата, як консоль, стіл, хобот розташовані на зовнішніх поверхнях станини.

Коробка швидкостей є передавальним механізмом руху від електродвигуна на шпиндель, змінює частоту обертів шпинделя, тобто фрези, оскільки під час оброблення вона обертається разом зі шпинделем. Шпиндель змінює частоту обертання в результаті введення в зачеплення зубчастих коліс з різним числом зубів. Для цього потрібно перемикати рухомі зубчасті колеса і блоки, що розміщені на шпинделі та валах коробки швидкостей, а також пружні муфти, які виконують потрібне зачеплення зубчастих коліс. На ведучому валу коробки встановлено зубчасте колесо, безпосередньо зв’язане з двигуном. Другий вал коробки швидкостей одержує рух від першого завдяки зубчастій передачі. На цьому ж валу є ще троє зубчастих коліс, які можуть входити в зачеплення з блоком зубчастих коліс третього вала. На цьому валу є ще один блок із двох зубчастих коліс, за допомогою якого можна передати рух на четвертий вал з установленим на ньому шківом, який зв’язаний зі шпинделем через пасову передачу.

Таким чином, шпиндель одержує шість різних швидкостей. Блоки зубчастих коліс перемикають рукояткою, яку вмонтовано на зовнішній стінці коробки швидкостей.

Шпиндель верстата призначений для закріплення фрези за допомогою оправки й надання їй обертального (робочого) руху. Шпиндель виготовляють у вигляді порожнистого вала, кінець якого (передній) має внутрішній конус, куди вставляють фрезерну оправку з фрезою чи хвостовик торцевої фрези. Шпиндель закріплюють на підшипниках, які встановлено в стінках верстата.

Хобот з сергою призначено для встановлення й підтримування вільного кінця фрезерної оправки з фрезою. Оправка — це особливий болт, головка якого вставляється в конусну порожнину шпинделя, а на стрижень надіто фрезу та декілька кілець. На гвинтову частину стрижня оправки нагвинчується гайка, за допомогою якої між кільцями можна затискати фрезу. Гладенький кінець стрижня вставляється в підшипник серги, а інший — у конусний отвір шпинделя. Серги конструктивно виготовлені так, що їх можна пересунути на необхідне місце по напрямних хобота і закріпити гайками. Як і станина, хобот виготовляється з чавуну. В нижній частині хобот по всій довжині має напрямні у вигляді ластівчиного хвоста, призначені як для пересування по напрямних станини самого хобота відносно станини, так і для пересування серги, яка служить другою опорою для оправки. Хобот може мати різний виліт і залежно від довжини оправки закріплюється на станині. Верстат має спеціальні важелі, за допомогою яких хобот зв’язується з консоллю, що забезпечує жорсткість хобота.

Робочий стіл призначено для закріплення виробів. Вироби можна закріплювати як безпосередньо до поверхні стола, так і в укріпленнях на столі та пристосуваннях (лещатах, ділильних головках та інших пристроях). Вироби закріплюють за допомогою болтів, які головками входять у Т-подібні пази, розташовані в горизонтальній площині стола. Стіл може пересуватися в поздовжньому й поперечному напрямках на полозках, а у вертикальному напрямку — по консолі.

Рукоятки подач стола розташовані на консолі спереду. На верхній частині консолі є горизонтальні напрямні, якими вручну пересуваються поперечні полозки робочого стола.

Консоль — це жорсткий чавунний виливок, встановлений на вертикальних напрямних станини. Пересувається консоль телескопічним гвинтом, який розташовується в середині стояка, призначеного для підтримування конструкції знизу. Консоль закріплюють до станини клином, який дозволяє регулювати величину зазору між напрямними скосами консолі та станини. Зазор регулюють гвинтами з контргайками, розташованими на боці борта консолі. Клин закріплюють болтами спереду та ззаду борта консолі. Консоль має фіксатори (два болта з ручками), які фіксують консоль у заданому положенні.

Консоль є надійною опорою для робочого стола з поперечними полозками і розташування механізмів поперечної, поздовжньої та вертикальної подачі робочого стола. Консоль вертикально пересувається лише при ослабленому положенні фіксаторів за допомогою гвинтового з’єднання з конусними зубчастими колесами, які обертаються за допомогою штурвала. Для незначних пересувань консолі на валу штурвала закріплено лімб з поділками.

Проміжною ланкою між консоллю та столом верстата є полозки.

Поперечні полозки можна пересовувати напрямними консолі за допомогою гвинтової передачі, яка має лімб. Будова ручок фіксаторів така сама, як і консолі. Стіл може пересуватися поперечно лише при ослабленому положенні фіксаторів. У верхній частині полозки мають напрямні у вигляді ластівчиного хвоста, необхідні для поздовжнього пересування стола, тобто під час його подачі.

Коробка подач надає столу верстата рух подачі й змінює величину подачі у поздовжньому, поперечному та вертикальному напрямках. Сучасні верстати мають індивідуальні електродвигуни подачі, що не зв’язані з рухом шпинделя. Завдяки цьому особливому пристрою додаткового електродвигуна обертальний рух можна передати на будь-який вал передач верстата. Кількість обертів ходового гвинта, який зв’язаний з подачею стола, можна змінювати так само, як у токарного верстата чи у коробці швидкостей. У верстатах старої конструкції коробка подач одержує рух завдяки карданному валу від зубчастих коліс, зв’язаних з електродвигуном привода.

До органів керування верстатом належать кнопки, рукоятки та маховики з дублюючим розташуванням.

Основою верстата є чавунний виливок, призначений для розташування станини та закріплення верстата на фундаменті болтами.

Вертикальний консольно-фрезерний верстат, у якого на відміну від горизонтально-фрезерного шпиндель розташований вертикально в поворотній головці та може повертатися у вертикальній площині на кут 0...45° в обидва боки, показано на рис. 2.9.12. У зв’язку з наявністю шпиндельної головки верстат немає хобота. Слід зазначити, що призначення та розміщення таких частин верстата, як консоль, робочий стіл, коробки швидкостей і подач таке саме, як і в горизонтально-фрезерних верстатах.

Рис. 2.9.12. Вертикальний консольно-фрезерний верстат

Вертикальний консольно-фрезерний верстат складається з таких основних вузлів: основи, станини, коробки швидкостей, шпиндельної головки, робочого стола, поперечних полозків, консолі, коробки подач. Верстат має органи керування — кнопки, рукоятки та маховички, призначення яких таке саме, як і для горизонтально-фрезерних верстатів

Будова і основні характеристики поздовжньо-фрезерних верстатів

Стіл поздовжньо-фрезерних верстатів розташований на нерухомій станині і має лише одне поздовжнє пересування (повільне при робочій подачі та швидке при інших рухах).

Ці верстати призначені для оброблення заготовок корпусних і великогабаритних деталей з чавуна, сталі, кольорових металів і сплавів в умовах одиничного та серійного виробництва.

Фрезерування заготовок на цих верстатах виконується, головним чином, торцевими твердосплавними головками, а також циліндричними, кінцевими та іншими фрезами. Висока жорсткість і потужність поздовжньо-фрезерних верстатів дозволяє оброблювати заготовки з великими перерізами зрізу. Ці верстати виготовляють з шириною стола від 320 до 5000 мм.

Поздовжньо-фрезерні верстати поділяються на одностоякові та двостоякові і мають кілька фрезерних шпинделів. Усі сучасні позвдожньо-фрезерні верстати відрізняються зручністю обслуговування, підвищеною точністю та високою продуктивністю.

Поздовжньо-фрезерний верстат моделі А662 (рис. 2.9.13) призначений для фрезерування одночасно з обох боків плоских поверхонь важких деталей торцевими, циліндричними та кінцевими фрезами в умовах серійного та масового виробництва. На верстаті можна одночасно обробляти групу деталей середніх розмірів.

Рис. 2.9.13. Загальний вигляд агрегатного поздовжньо-фрезерного верстата моделі А662:

1, 13 — стояк; 2, 12 — шпиндельна бабка; 3, 11 — квадрати для пересування шпиндельних гільз уздовж осі; 4, 9 — квадрати для ручного пересування шпиндельних бабок по висоті; 5, 10 — хоботи; 6 — поперечна балка; 7 — стіл; 8 — станина

Кінематика горизонтально-фрезерного верстата

На рис. 2.9.16 подано кінематичну схему верстатів 6Н81Г і 6Н81. Кінематична схема вертикально-фрезерного верстата 6Н11 відрізняється від кінематичної схеми верстатів 6Н81Г і 6Н81 вертикальним розташуванням шпинделя і валів коробки швидкостей. Кінематичний ланцюг руху подачі стола однаковий для всіх трьох верстатів.

Рис. 2.9.16. Кинематическая схема горизонтально-фрезерных станков 6Н81Г и 6Н81

Ланцюг головного руху. Від електродвигуна потужністю 5,8 кВт рух передається через напівжорстку муфту І коробки швидкостей. На шліцьовому валу І насаджено рухомий подвійник блок зубчастих коліс з кількістю зубів 38 і 24.

На валу ІІ нерухомо закріплені зубчасті колеса 34, 31, 28, 24 і 38. З вала І на вал ІІ рух передається через дві пари зубчастих коліс 38/24 або 24/38, тобто вал II може отримати дві різні швидкості обертання.

По валу ІІІ пересуваються два подвійних блока зубчастих коліс: 38, 34 і 28, 31. Від вала ІІ на вал ІІІ рух передається через одну з чотирьох пар зубчастих коліс:

34/28, 31/31, 28/34 і 24/38.

Вал III має вісім різних швидкостей.

З вала III на вал IV рух передається через зубчасті колеса 20/20.

Вал IV — допоміжний, він служить для того, щоб регулювати натяг пасів клинопасової передачі від шківа діаметром 140 мм, що сидить на валу IV, до шківа діаметром 210 мм на валу V. Вал V має також вісім різних кількостей оборотів.

Рух від вала V на шпиндель можна передати двома шляхами: безпосередньо або за допомогою перебору, що складається з зубчастих коліс 30, 64, 25 і 69. Передаточне відношення перебору і дорівнює

,

тобто перебір працює як знижувальна передача. Таким чином, шпиндель має вісім найбільших кількостей обертів при включеній муфті М₁, що зв’язує вал V з валом VII (шпинделем), і вимкненому переборі та ще вісім різної (меншої) кількості обертів при роботі з перебором, тобто всього шістнадцять різних чисел обертів.

Для визначення мінімальної кількості обертів шпинделя слід з різних варіантів передач з одного вала на інший вибрати передачі з найменшим передаточним відношенням, а для визначення максимальної кількості обертів — з найбільшим. У нашому випадку рух з вала І на вал ІІ передається за допомогою двох варіантів передач з різним передаточним відношенням і: 38/24 та 24/38. З них передача 24/38 дає найменше, а 38/24 — найбільше передаточне відношення.

При передачі обертання з вала II на вал III можливі чотири варіанти передаточних відношень і: 34/28, 31/31, 28/34 та 24/38.

При написанні рівняння кінематичного ланцюга для мінімальної кількості обертів слід з цих дробів обрати найменший, а для максимальної кількості обертів, навпаки,— найбільший з дробів. Рівняння кінематичного ланцюга головного руху для найменшої кількості обертів шпинделя з урахуванням пружного ковзання паска визначається залежністю

хв^-1.

Найбільша кількість обертів буде:

хв.^-1.

Зміна напрямку обертання шпинделя відбувається при реверсуванні електродвигуна.

Ланцюг подач. Механізми подач приводяться в рух від фланцевого електродвигуна потужністю 1,7 квт, безпосередньо пов’язаного напівжорсткою муфтою з валом VIII коробки подач. На цьому валу сидить рухомий блок зубчастих коліс 24 і 38, що надає дві швидкості обертання валу IX за допомогою зачеплення коліс 24/38 або 38/24.

Вал X отримує обертання від вала IX через два блоки зубчастих коліс за допомогою передач

38/24, 34/28 і 28/34.

Таким чином, вал X має вісім (2 x 4 = 8) різних кількостей обертань обертів. На кінці вала X закріплено широке зубчасте колесо 18, що знаходиться в постійному зачепленні з зубчастим колесом 37 рухомого блока (37 і 15), насадженого на валу XI. З вала XI на вал XII рух передається за допомогою двох можливих передач:

37/15 або 15/37,

отже, вал XII має шістнадцять (8 x 2 = 16) різних швидкостей обертання. Від вала XII на вал XIII обертання передається через черв’ячну передачу 3/30, тризахідний черв’як, черв’ячне колесо 30 та обгінну муфту М_о. На протилежному кінці вала М_о. На протилежному кінці вала XIII закріплено зубчасте колесо 22, яке через пару зубчастих коліс 42/42 обертає центральний XIV коробки реверсів.

Розподільне зубчасте колесо 42 пов’язане з валом XIV запобіжною муфтою М_п і знаходиться одночасно в зачепленні з трьома зубчастими колесами: 42, закріпленим на валу XV; 30, закріпленим на валу XVII, і 42, закріпленим на валу XVIII. Ліве зубчасте колесо 30, закріплене на валу XVII, знаходиться в постійному зачепленні із зубчастими колесами 42 і 42, що вільно насаджені на валах XV і XVIII. Легко побачити, що ліві зубчасті колеса 42 і 42 на валах XV і XVIII будуть обертатися з такою самою швидкістю, як і праві зубчасті колеса 42 і 42, але в зворотному напрямку. Кулачкова муфта М₃ служить для реверсування вертикальної подачі стола, що здійснюється ходовим гвинтом XVI, що отримує обертання від коробки реверса через конічну передачу 15/30. Кулачкова муфта М₄ служить для реверсування поперечної подачі, що здійснюється ходовим гвинтом XVIII. Від коробки реверсів передається рух на поздовжню подачу стола через передачу 42/33, далі через передачу 35/27, шестерінчастий вал 19, зубчасті колеса 19/19, конічну передачу 14/28 і конічний реверс 19/19 на ходовий гвинт XXII поздовжньої подачі стола. Кулачкова муфта M₅ служить для реверсування поздовжньої передачі.

Рівняння кінематичного ланцюга для найменшої поздовжньої подачі

мм/хв.

Величина найбільшої поперечної подачі може бути визначена з рівняння кінематичного ланцюга:

мм/хв.

Швидкі пересування стола, поперечних полозків і консолі. Ці пересування здійснюються з постійною швидкістю. В цьому випадку обертання від електродвигуна безпосередньо передається через вал VIII, гвинтові зубчасті колеса 12/24 і фрикційну муфту М₂ на вал XIII і далі робочим органам верстата. При швидкому обертанні вал XIII автоматично розчіплюється обгінною муфтою М_о з корпусом черв’ячного зубчастого колеса 30. Маючи обгінну муфту М_о, можна увімкнути за допомогою фрикційної муфти М₂ швидкий хід, не вимикаючи робочої подачі. При цьому вал XIII буде обертатися швидше, ніж черв’ячне зубчасте колесо 30. Швидкість швидких пересувань стола S_б в поздовжньому напрямку визначається рівнянням:

мм/хв.

Кінематика вертикально-фрезерного верстата

Ланцюг головного руху (рис. 2.9.17). Від електродвигуна потужністю 10 кВт через пружну з’єднувальну муфту рух передається на вал I, а з вала I на вал II через зубчасту передачу 31/49. На валу II є потрійний блок зубчастих коліс, за допомогою якого можна передати обертання валу III з трьома різними швидкостями через передачі 16/39, 22/33 і 19/36.

Рис. 2.9.17. Кінематична схема верстата 6М12ПБ

На валу IV розташовано два пересувних блока зубчастих коліс: потрійний (37, 47 і 26) і подвійний (83 і 20). З вала III на вал IV рух може бути передано трьома різними варіантами передач

18/47, 28/37 і 39/26.

Отже, вал IV має дев’ять різних кількостей обертів (3 x 3 = 9). Вал V отримує рух від вала IV через подвійний блок зубчастих коліс за допомогою передач

83/37 і 20/70.

Таким чином, вал V має 18 різних швидкостей (9 x 2 = 18).

Від вала V рух передається на вал VI конічною зубчастою передачею 32/32, а з вала VI на шпиндель VII через передачу 87/57. Таким чином, шпиндель верстата має 18 різних кількостей обертів.

Рівняння кінематичного ланцюга для найменшої кількості обертів шпинделя за хвилину мають вигляд:

хв.^-1;

для найбільшої кількості обертів шпинделя:

хв.^-1;

Ланцюг подачі. Привод подач (див. рис. 2.9.17) здійснюється від окремого фланцевого електродвигуна потужністю 1,7 кВт. Через передачі 26/44 і 24/64 отримує обертання вал XI коробки подач. На валу XI є потрійний рухомий блок зубчастих коліс, що надає валу XII три швидкості обертання за допомогою передач 36/18; 18/36; 27/27.

На валу XIII є потрійний рухомий блок, за допомогою якого рух з вала XII на вал XIII можна передати трьома варіантами 18/40; 21/37; 24/34. Отже, вал XIII має дев’ять різних кількостей обертів (3 x 3 = 9).

Коли рухоме зубчасте колесо 40 з кулачками на торці пересунуто вправо (як показано на схемі) і знаходиться в зачепленні з муфтою М₁ жерстко зв’язаної з валом XIII, обертання від вала XIII на вал XIV передаєтся безпосередньо. Якщо зубчасте колесо 40 ввести в зачеплення із зубчастим колесом 18, тим самим вимкнувши муфту М₁, то рух на вал XIV буде передаватися через перебір . Перебір і в цьому випадку працює як понижуюча передача.

Таким чином, коробка подач верстата має вісімнадцять різних подач: дев’ять при роботі без перебору і дев’ять при роботі з перебором (9 x 2 = 18). Від широкого зубчастого колеса 40 через запобіжну муфту М_п при увімкнутій кулачковій муфті М₂ обертання передається валу XIV, а від вала XIV через передачу 36/27 на вал XV.

Від вала XV можна передати всі 18 кількостей обертів на ходові гвинти поздовжньої, поперечної та вертикальної подач. Поздовжня подача стола здійснюється від вала XV по кінематичному ланцюгу на вал XIX, далі через передачу конічних зубчастих коліс 18/16 на вал XX, з вала XX на ходовий гвинт поздовжньої подачі через конічні зубчасті колеса 18/18 і кулачкову муфту М₆.

Найбільша величина поздовжньої подачі визначається за формулою

мм/хв.

Від вала XV через зубчасті колеса 18/33 і 33/37при увімкнутій муфті M₅ столу надається поперечна подача, найменша величина якої S_min визначається так:

мм/хв.

Через передачу 18/33 при увімкнутій муфті М₄ здійснюється передача від вала XV на вал XVI і далі через зубчасті колеса 22/33, конічну передачу 22/44 на ходовий гвинт XVIII вертикальної подачі. Величина найбільшої вертикальної подачі

мм/хв.

Допоміжні рухи. Швидкі пересування стола в усіх напрямках здійснюються при увімкнутій фрикційній муфті M₃. У цьому випадку обертання від електродвигуна подач потужністю N = 1,7 кВт, повз коробку подач, передається валу XIV через зубчасту передачу 26/44; 44/57; 57/43і далі по кінематичних ланцюгах робочих подач.

Швидкість швидких пересувань стола в поздовжньому напрямку S_шв визначається виразом

мм/хв.

Ручні пересування стола, поперечних полозків і консолі робляться відповідно маховичками та і рукояткою Р.

Для зручності керування у верстаті моделі 6Н12ПБ поздовжнє пересування стола можна здійснювати маховичком , що пов’язаний з ходовим гвинтом XXI поздовжньої подачі через зубчастіе колеса 32/46, кулачкову муфту М₇ і зубчасту передачу 24/23. Кулачкові муфти М₇ і M₆ зблоковані. Коли увімкнуто муфту М₇, муфту M₆ вимкнуто, і навпаки. Пересування шпинделя разом з гільзою робиться маховичком , який через вал VIII і конічні зубчасті колеса 31/31 зв’язаний з ходовым гвинтом IX.

Ходовий гвинт IX передає рух гайці Г, жорстко закріпленій на гільзі шпинделя.