книги из ГПНТБ / Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки учебник

нарезания дюймовой и питчевой резьб движение от вала X II будет передаваться через колеса 42—34. Коробка подач посредством двух двойных подвижных блоков вала X I I I и двух блоков валов X V и XVII обеспечивает получение 16 передаточных отношений. Для нарезания метрической и модульной резьб включается муфта и одновременно выключается колесо 34, а зубчатое колесо 39 вала XV вводится в зацепление с колесом 39, жестко закреплен­ ным на валу XIV. В этом случае также обеспечивается получение 16 передаточных отношений. От вала X V II движение передается на ходовой вал через колеса 23—55 или на ходовой винт, если включить муфту тв.

Для нарезания резьбы с увеличенным шагом левое колесо 44 двойного блока 44—44 вводится в зацепление с колесом 34 валаѴ. В этом случае шпиндель соединится с валом V посредством кине-

Одним из путей автоматизации процесса обработки на уни­ версальных токарных станках является применение различного рода устройств, позволяющих вести обработку по копиру. Авто­ матизация процесса обработки обеспечивает значительное повы­ шение производительности труда. Это достигается вследствие сокращения машинного времени (создаются возможности работать на более высоких режимах) и особенно сокращения вспомогатель­

На токарных станках находят применение гидравлические, электрические и механические копировальные устройства. Их использование позволяет в той или иной мере (в зависимости от конструкции устройства) автоматизировать технологический про­ цесс обработки фасонных поверхностей. Ниже дано описание гидрокопировального суппорта ГСП-41 (рис. XIV.5) конструк­ ции завода «Красный пролетарий».

Применение гидрокопировального суппорта позволяет обра­ батывать на данном станке методом автоматического копирования (но шаблонам) не только конические и ступенчатые детали с под­ резкой торцов, но и детали другой, более сложной конфигурации. Обработка может осуществляться как в центрах, так и в патроне. При использовании гидросуппорта можно обрабатывать как на­ ружные, так и внутренние поверхности. Гидросуппорт ГСП-41 является сменным, и в случае необходимости он может быть заменен обычным суппортом.

362

Одной из особенностей гидросуппорта ГСП-41 является пе­ реднее его расположение и наличие передней копировальной уста­ новки, плавающей параллельно оси центров станка. При этом брус с копиром вставляется в направляющие средней части суппорта станка, в отличие от распространенного исполнения с задним расположением гидросуппорта, когда брус с копиром крепится к станине сзади станка. Преимущество плавающего копира состоит в том, что при поперечном перемещении резца (например, при установке глубины резания) наконечник гидрощупа передвига­ ется вместе с копиром, что позволяет использовать гидросуппорт наряду с копированием и для других работ.

Переднее расположение суппорта и применение плавающего копира обеспечивают сохранение основных навыков работы токаря, главнейшим из которых является установка резца на размер по лимбу винта поперечной подачи. При этом подвод и отвод гидро­ суппорта и регулирование положения копира в продольном на­ правлении производятся с передней стороны станка.

Гидросуппорт состоит из поворотной части 1, резцедержателя 2, гидроцилиндра 3 и гидрощупа 4 и устанавливается на каретке суппорта вместо его поворотной части. Шток поршня гидроцилин­ дра жестко связан с основанием гидросуппорта и остается непод­ вижным, а гидроцилиндр, в свою очередь, жестко связан с гидро­ суппортом, который имеет возможность перемещаться по направля­ ющим основания, расположенным под углом 60° к оси центров станка (в ранее выпускаемых гпдросуппортах этот угол составлял

353

45°). Принятая величина угла направляющих 60® имеет ряд преимуществ по сравнению с углом 45°. При угле 60° обеспечива­ ется проход резца мимо стандартного вращающегося центра, увеличивается величина угла обратного конуса с 30 до 45°, а также увеличивается величина перемещения в поперечном направлении при заданном ходе гидросуппорта.

Максимальный ход гидросуппорта равен 50 мм, что обеспечи­ вает обработку деталей с перепадом на сторону 40 мм. Это вполне достаточно для подавляющего большинства обрабатываемых де­ талей. Выбранная величина перепада на сторону позволяет избе­ жать большого вылета резца. Ограничение хода гидросуппорта способствует снижению потерь времени на подвод и отвод резца.

Рис. XIV.6. Гидравлическая схема суппорта ГСП-41

П р и н ц и п д е й с т в и я г и д р о с у п н о р т а . Гидро­ копировальный суппорт ГСП-41 работает по схеме однокоорди­ натного копирования с продольной или поперечной задающими подачами. Продольная подача применяется при соответствующей обработке наружных поверхностей и растачивании отверстий, поперечная — при подрезке торцов.

Применение следящей системы обеспечивает идентичность пути резца и наконечника щупа. Перемещение резца происходит по траектории результирующего движения, которое складывается из движения задающей подачи и перемещения суппорта цилиндром. Величина и направление последнего перемещения автоматически устанавливаются щупом таким образом, что траектория резуль­ тирующего движения всегда является касательной к профилю шаблона в точке контакта с ним наконечника щупа. Для повыше­ ния чувствительности системы рычаг, в котором закреплен на­ конечник, монтируется в шариковых подшипниках.

Рассмотрим работу гидравлической системы автоматического управления движением резца по траектории, задаваемой копиром. Масло насоса 1 (рис. XIV.6) по гибкому шлангу 2 поступает в мень­

364

шую полость цилиндра 4. В поршне 5 имеется калиброванное отверстие 0 1,5 мм (постоянный дроссель), соединяющее мень­ шую полость 3 цилиндра с большей полостью 6. Площадь поршня в большей полости примерно в 2 раза больше, чем в меньшей поло­ сти. Большая полость цилиндра соединена каналом с кольцевой камерой 7 щупа 8. Камера соединена со сливом посредством гиб­ кого шланга 9. Величина кольцевого проходного сечения регули­ руется золотником 10. Последний под действием пружины 11 стремится переместиться вниз (по схеме). При этом через шток 12 и рычаг 13 наконечник 14 щупа прижимается к копиру 15.

Если сообщить гидросуппорту 16 продольную задающую по­ дачу, то наконечник 14 щупа, скользя по копиру, будет перемещать в соответствующем направлении золотник 10, а последний будет изменять проходное сечение для выхода масла из большей поло­ сти цилиндра, и тем самым будет обеспечиваться перемещение суппорта в направлении, соответствующем перемещению наконеч­ ника щупа.

Если под действием копира наконечник щупа переместится, например, вниз, то проходное сечение увеличится (золотник поднимается вверх), и масло из большей полости цилиндра полу­ чит возможность сливаться в резервуар. При этом давление в боль­ шей полости цилиндра упадет, а в меньшей полости останется прежнее (постоянное) давление. Следовательно, результирующая давления масла в цилиндре будет направлена вниз. Вследствие этого цилиндр вместе с суппортом, резцедержателем и щупом будет отходить по направляющим суппорта от обрабатываемой детали, и вершина резца последует за движением наконечника щу­ па (в том же направлении и на ту же величину). Если наконечник щупа переместится вверх, то золотник переместится вниз, пере­ кроет проходное сечение, давление масла в большей полости увеличится, результирующая давления масла в цилиндре при этом будет направлена вверх, и резец переместится вверх, т. е. последует за движением наконечника щупа.

Если наконечник щупа, перемещаясь вдоль оси центров станка вместе с суппортом, не будет отклоняться вниз или вверх, то зо­ лотник щупа также не будет перемещаться вдоль своей оси, что обеспечит постоянство проходного сечения для масла и, сле­ довательно, постоянство давления масла в большей полости цилин­ дра (оно будет примерно в 2 раза ниже, чем давление в меньшей полости). Так как площадь поршня в большей полости примерно в 2 раза больше, чем в меньшей полости, то результирующая давления масла будет равна нулю и копировальный суппорт не будет перемещаться по своим направляющим. При этом резец получит только продольную подачу, т. е. будет обтачиваться цилиндрическая поверхность.

При подрезке торца копировальный суппорт отходит от обра­ батываемой детали со скоростью ѵк (рис. XIV.7, а). Но так как каретка суппорта при этом продолжает перемещаться с постоянной

3G5

продольной подачей ѵп к передней бабке станка, то в результате сложения этих двух движений резец будет перемещаться в направ­ лении, перпендикулярном к оси центров станка, со скоростью нр, подрезая торец детали под прямым углом к ее оси.

При обработке конических поверхностей (рис. XIV.7, б и в) перемещение резца также представляет результат сложения движений каретки и копировального суппорта. Аналогичным образом при копировании других профилей в результате сложе­ ния двух движений вершина резца получает движение, идентич­ ное движению наконечника щупа, и на детали образуется форма, соответствующая форме копира.

ных профилей

Для перехода на торцовое копирование гидросуппорт необхо­ димо установить под углом 30° к оси центров станка, как пока­ зано на рис. XIV.7, г. При торцовой обработке включают автома­ тическую поперечную подачу в направлении «на себя» (задающая подача).

Наличие постоянного контакта наконечника щупа с шаблоном обеспечивает идентичность формы поверхности детали профилю копира. При обработке поверхностей различной формы с постоян­ ной подачей ѵл результирующая скорость і>р перемещения резца не остается постоянной. В зависимости от угла ß между векторами этих скоростей она изменяется (рис. XIV.7, д), достигая при не­ которых значениях угла (ß — 30°) таких величин, при которых обработка практически оказывается невозможной как вследствие неудовлетворительной микрогеометрии поверхности детали, так и по причине интенсивного износа резца или даже его поломки.

366

/

Это обстоятельство представляет определенное ограничение для применения гидросуппорта. Гидросуппорт ГСП-41 может приме­ няться для обработки фасонных поверхностей с углом касательной к ним в пределах +90° -г- —45°. Как видно из схемы (см. рис. XIV.6), копир разгружен. На него действует лишь небольшая сила спиральной пружины. Копиры изготовляют из листовой стали толщиной 2—3 мм. При длительном использовании их закаливают.

Копировальная установка состоит из бруса 5, копира 6 и кли­ на (см. рис. XIV.5). Брус и клин вставляют в направляющие поворотной части суппорта. Копир кладут на брус, упирают

Рис. XIV.8. Электрокопировальная головка:

о — схема электроконтактной головки; б — схема работы методом продольного точения

в выступ и зажимают винтами. Правый конец бруса удержива­ ется от продольного перемещения при помощи двух кронштейнов, один из которых закрепляется на передней призме станины. Вследствие значительной длины призмы оказывается возможным устанавливать брус с шаблоном на различном расстоянии от перед­ ней бабки в зависимости от длины обрабатываемой детали.

Электрокопировальное устройство. Сложные фасонные поверх­ ности обрабатывают методом электрокопирования на станках, имеющих в фартуке электромагнитные муфты. Работа ведется с применением электроконтактной головки (рис. ХІѴ.8, а), которая устанавливается на поперечных салазках суппорта. Обработка заготовок осуществляется методом продольной иЛи поперечной подач.

При продольном фасонном точении (рис. ХІѴ.8, б) включа­ ется постоянная по величине и направлению подача суппорта. При этом копировальный палец скользит по неподвижному шаб­ лону. Под воздействием профиля шаблона копировальный палец

367

со сферическим наконечником 3 (рис. XIV.8, а) через стержень 1, смонтированный в корпусе 2, повернет рычаг 4 и замкнет контакт К г, который включит электромагнитную муфту поперечной по­ дачи. В результате копировальный палец будет отходить от шаб­ лона, а резец — от заготовки. Как только давление шаблона на копировальный палец прекратится, рычаг 4 под действием пру­ жины 5 повернется. При этом замкнется контакт К 2, включится вторая (реверсивная) муфта и винт поперечной подачи получит вращение в обратном направлении. В этом случае копировальный палец будет перемещаться к шаблону, а резец к детали. Подача команд от шаблона через копировальную головку будет происхо­ дить через малые промежутки времени, поэтому на обрабатывае­ мой поверхности образуется профиль, соответствующий профилю шаблона, но в виде мелких ступеней.

При поперечном фасонном точении включается постоянная по величине и направлению поперечная подача, а продольная подача будет изменяться с помощью двух других электромагнитных муфт. Если по каким-либо причинам давление на копировальный палец превысит допустимое, то электроконтакт Ка размыкается и станок выключается.

§ 3. Токарно-револьверные станки

Токарно-револьверные станки предназначены для изготовле­ ния деталей сложной формы, требующих при обработке последо­ вательного выполнения разнообразных операций.

Токарно-револьверные станки отличаются от токарно-винто­ резных отсутствием задней бабки, вместо которой установлена револьверная головка. В гнездах револьверной головки можно закрепить резцы, сверла, зенкеры, развертки, метчики и плашки и т. д. Применяя многоинструментальные державки, можно за­ крепить в одном гнезде револьверной головки несколько режущих инструментов для одновременной обработки детали, в результате чего сокращается машинное время. Наличие совершенных меха­ низмов для поворота револьверной головки, а также наличие упоров и других механизмов автоматического останова револь­ верной головки позволяют сократить вспомогательное время. Поэтому токарно-револьверные станки являются более произво­ дительными по сравнению с токарными. Ввиду сравнительно сложной наладки токарно-револьверные станки рационально при­ менять в серийном производстве. В условиях крупносерийного и массового производства револьверные станки вытесняются более производительными автоматами и полуавтоматами.

Основным признаком классификации револьверных станков является расположение оси поворота револьверной головки. Имеются две разновидности револьверных станков: с вертикаль­ ной осью вращения револьверной головки и с горизонтальной осью вращения револьверной головки.

368

Автоматизированный токарно-револьверный станок 1П326 (рис. XIV.9) предназначен для серийного изготовления деталей сложной конфигурации преимущественно из прутка с применением разно­ образных инструментов. Вследствие высоких скоростей вращения и широкой автоматизации станок обеспечивает высокую произ­ водительность.

Механизм главного движения. Шпиндель 1 получает вращение от главного электродвигателя М х через коробку скоростей и ре­ менную передачу со шкивами d — 201 и 155 мм. В коробке ско­ ростей расположено пять электромагнитных муфт тх, т 2, т3, mit т5. Последовательным переключением этих муфт шпинделю можно сообщить шесть различных частот вращения в пределах 200—3350 оборотов в минуту.

Механизм подач. Поперечный суппорт 2 и суппорт револьвер­ ной головки 3 получают подачи от вала I I I коробки скоростей. Это движение передается через ременную передачу со шкивами d = 98 -f- 153 и коробку подач. При последовательном включе­ нии двусторонней муфты тъ и односторонней муфты т1 валу VI можно сообщить три различных скорости вращения через колеса 30—81, 53—58, 66—45. От вала V I движение передается ходо­ вому валу V II через реверсивный механизм с колесами 30—81 или 24—45—68. Изменение направления движения суппортов про­ изводится переключением двусторонней муфты т8. От ходового вала V II движение передается поперечному суппорту и суппорту револьверной головки. Поперечный суппорт получает поперечную подачу от ходового вала через червячную передачу 1/38, колеса 52—55, 74—20 и ходовой винт с шагом t = 4 мм, а револьверный суппорт — через колеса 30—60; 30—60; червячную передачу 1/38, колеса 52—52 и реечное колесо 18. Отвод суппорта револь­ верной головки в исходное положение производится от электро­ двигателя М 2 через колеса 45—45 и далее по схеме, указанной выше.

При отводе револьверного суппорта в исходное положение происходит автоматический поворот револьверной головки с помощью специального механизма (на схеме не показан). Вместе

Каждый упор соответствует своей позиции револьверной головки. При настройке станка положение каждого упора регулируется в соответствии с длиной хода инструмента. Выключение рабочей подачи осуществляется следующим образом. Когда револьверная головка придет в крайнее левое положение, т. е. в конце рабочего хода, один из упоров У х нажмет на неподвижный упор У г, который воздействует на конечный выключатель ВК, в результате чего произойдет переключение двусторонней муфты т 9 с рабочего хода на быстрый отвод.

Револьверная головка связана также с кулачковым барабаном командоаппарата 4 кинематической цепью с передаточным отно-

369

— командоаппарат

CСОMі

шшшдель;

I

d155

370

іпением, равным единице. Поэтому при повороте револьверной головки барабан повернется на такой же угол и при помощи ку­ лачков включит соответствующие муфты коробки скоростей и коробки подач, в результате чего произойдет переключение чисел оборотов (частот вращения) и подач в соответствии с последую­ щей операцией.

Токарно-револьверный станок 1А341 предназначен для изготов­ ления деталей из прутка 0 40 мм или из штучных заготовок. Пруток пропускают через отверстие шпинделя и соединяют с последним при помощи цангового патрона. Штучные заготовки закрепляются в кулачковом патроне, навернутом на передний конец шпинделя. Режущие инструменты закрепляют в державках, установленных в 16 отверстиях револьверной головки, пово­ рачивающейся вокруг горизонтальной оси. В станке отсутствует боковой суппорт, а поэтому револьверная головка имеет как продольную, так и круговую (поперечную) подачи. Кинемати­ ческая схема станка представлена на рис. XIV. 10.

Главное движение. Шпиндель получает вращение от электро­ двигателя через коробку скоростей. Для сообщения шпинделю заданной скорости вращения производится переключение четырех электромагнитных муфт тх, т2, т3, та4 и двойного подвижного блока зубчатых колес 41—23.

Движения подач револьверной головки осуществляются сле­ дующим образом. Продольная подача осуществляется от шпин­ деля и передается через коробку подач, ходовой вал, колеса 48—27 (или 35—40), через червячную пару 1—33, электромаг­ нитную муфту тп , колеса 38—82 и реечное колесо 14. Движение круговой подачи револьверной головки осуществляется также через коробку подач, ходовой вал, колеса 48—27 (или 35—40), червячную пару 1—33, муфту тп , колеса 38—70—55—70, муфту

т13, колеса 19—25 и 19—152.

Вкоробке подач расположены четыре электромагнитные муфты, с помощью которых производится изменение продольных и круговых подач.

Револьверная головка получает быстрые движения от отдель­ ного электродвигателя мощностью N = 0,5 кВт. Быстрое про­ дольное перемещение осуществляется через колеса 32—32, чер­ вячную пару 1—40, муфту т9 и реечное колесо 14. Быстрое вра­ щение револьверная головка получает по следующей цепи: 32—32, 1—40, муфту т10, колеса 70—55, 73—52, 19—25, 19—152.

Револьверная головка имеет 16 позиций. На барабане б можно закрепить до 16 упоров У. Позиции револьверной головки и упоры занумерованы. Каждой позиции револьверной головки соответ­ ствует упор на барабане. Кулачки, действуя в должный момент времени на конечные переключатели, управляют электромагнит­ ными муфтами. Следовательно, командоаппарат служит для пред­

варительного набора и последующего автоматического управления скоростями вращения шпинделя и подачами револьверной го-

371