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

механизму переключения частот вращения шпинделя. Основными звеньями механизма являются диск переключения с отверстиями и три пары реек с тремя вилками. Диск сидит на валике, противо­ положный конец которого выходит из коробки и служит рукоят­ кой 19.

Переключение подач осуществляется в следующем порядке: нажимают кнопку, расположенную в головке,рукоятки 19, осво­ бождая валик диска переключения от фиксации в осевом направ­ лении; отводят валик с диском на себя за рукоятку, освобождая отверстия диска переключения от концов реек; вращают валик с диском и лимбом с помощью рукоятки 19 и устанавливают тре­ буемое значение подачи на лимбе против стрелки-указателя, рас­ положенной на корпусе коробки; плавно перемещают рукоятку вперед (вместе с валиком и диском переключения) и устанавливают в первоначальное положение; отпускают кнопку в головке руко­ ятки и проверяют фиксацию последней. При этом диск переклю­ чения воздействует на рейки и производит необходимые переме­ щения зубчатых колес коробки подач. Ускоренные (установочные) перемещения стола, салазок и консоли осуществляются по укоро­ ченной кинематической цепи. Вращение от двигателя в этом слу­

нитной многодисковой фрикционной муфты быстрого хода mt, свободно посаженного и постоянно вращающегося на валу XL коробки подач (см. рис. XVI.2). Для передачи вращения колесу 2 = 28 и далее к ходовым винтам корпус муфты должен быть жестко связан с валом X I. Это осуществляется при включении фрикцион­ ной муфты, которое осуществляется с помощью электромагнита, срабатывающего при нажатии кнопки быстрого хода. График ускоренного перемещения приведен на рис. XVI.5. Фрикционная муфта быстрого хода сблокирована с кулачковой муфтой по­ дач тя, что исключает возможность их одновременного включе­ ния. В кинематической цепи подач предусмотрена шариковая пружинная регулируемая муфта, предохраняющая механизм подачи от перегрузки. Корпусом муфты служит зубчатое колесо 2 = 40, свободно посаженное на валу X I и соединяющееся с ним

спомощью муфты т3. Оно находится в постоянном зацеплении

сзубчатым колесом z — 40 перебора, расположенным на валу X . При перегрузке механизма предохранительная муфта срабаты­

вает и.подача прекращается.

Станок автоматизирован и может быть настроен на следую­ щие циклы работы (движения стола): 1) полуавтоматические скач­ кообразные: а) быстро — подача — быстро — стоп; б) быстро — подача — быстро назад — стоп; 2) полуавтоматические чере­ дующиеся: быстро — подача — быстро — подача — быстро назад — стоп; 3) автоматический маятниковый: быстро вправо — подача вправо — быстро влево — подача влево — быстро вцраво и т. д.

413

Автоматизация рабочих и установочных движений стола осу­ ществляется с помощью механизма автоматического цикла, распо­ ложенного в салазках, и кулачков, набор которых прилагается к станку. Кулачки, установленные в соответствии с выбранным циклом на передней плоскости стола, при его перемещении в нуж­ ные моменты поворачивают звездочку, посаженную на оси руко­ ятки продольного хода. Эти движения звездочки передаются меха­ низму автоматического цикла, который при таком воздействии осуществляет автоматическое переключение с ускоренного хода на рабочую подачу и обратно.

Технологические возможности станка могут быть расширены при использовании делительной головки, поворотного стола и других приспособлений. Делительная головка позволяет периоди­ чески поворачивать на требуемый угол или непрерывно вращать закрепленную в ней обрабатываемую заготовку. С помощью дели­ тельной головки фрезеруют прямолинейные и спиральные канавки различного профиля (впадины между зубьями зубчатых колес, канавки сверл, зенкеров, разверток, фрез и метчиков), грани гаек и головок болтов, пазы, шлицы и др.

Делительные головки бывают простые, универсальные и опти­ ческие. Простые головки, несложные по конструкции, выполняют с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя. Применяют их для непосредственного деления заготовки на огра­ ниченное число равных частей (2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24). Деление осу­ ществляют поворотом шпинделя, расположенного в корпусе го­ ловки, посредством вращения закрепленного на нем делительного диска (лимба), имеющего пазы по периферии или отверстия на торце, с помощью которых определяют величину поворота и фик­ сируют положение диска, шпинделя и заготовки.

Универсальные делительные головки позволяют осуществлять деление в более широких пределах, причем оно может быть непо­ средственным, простым и сложным (дифференциальным). При непо­ средственном делении червяк z = 1 выводят из зацепления с чер­ вячным колесом z = 40 (рис. XVI.6, а) и поворачивают заготовку непосредственным вращением лобового делительного диска 1, закрепленного на переднем конце шпинделя 2. Для определения угла поворота диск имеет отверстия на торце или шкалу на пери­ ферийной поверхности. Простой метод деления, осуществляемый при зацеплении червячной пары, производят с помощью жестко связанного с корпусом головки бокового делительного диска 3, имеющего на обоих торцах по нескольку рядов отверстий, равно расположенных по концентрическим окружностям. Вращением рукоятки 4 вокруг неподвижного диска 3 поворачивают шпиндель головки с закрепленной заготовкой. Частоту вращения рукоятки определяют из соотношения

N

п

z *

414

где N — характеристика делительной головки (передаточное от­ ношение от шпинделя к рукоятке); z — требуемое число делений.

Сложное (дифференциальное) деление применяют в случае, когда простое деление невозможно. При сложном методе деления требуемый угол поворота заготовки получается в результате вра­ щения рукоятки 4 относительно делительного диска 3 и поворота самого диска, которому сообщает вращение шпиндель 2 через сменные зубчатые колеса а, b, с, d (см. рис. XVI.6, а). При этом справедливо равенство

Рис. XVI.6 . Кинематическая схема универсальной делительной го­ ловки, настроенной на сложное деление (а) и фрезерование винтовых канавок (б)

-1 .

относительно делительного диска; п2 —— і — частота вращения

1

делительного диска, соответствующая повороту деталина — ее

оборота; N — характеристика делительной головки; і — переда­ точное отношение сменных зубчатых колес; z — заданное число делений; — вспомогательное число делений, выбираемое из условий возможности деления на % частей методом простого деле­ ния, небольшой величины разности zx — z, обеспечения переда­ точного отношения і от шпинделя к делительному диску посред­ ством имеющихся сменных зубчатых колес.

Из приведенного равенства следует

415

Так как z, может быть выбрано несколько большим или мень­ шим z, передаточное отношение г может быть соответственно положительным или отрицательным. При положительном і напра­ вления вращения рукоятки и делительного диска совпадают (по часовой стрелке), при отрицательном і они вращаются в противо­ положных направлениях (диск — против часовой стрелки). Необ­ ходимое направление вращения делительного диска достигается постановкой в гитару паразитного колеса или без него.

Рис. XVI.7. Общий вид вер­

Фрезерование винтовых канавок осуществляют при непрерыв­ ном вращении шпинделя делительной головки, которое заимст­ вуется от винта продольной подачи стола станка (рис. XVI.6, б). Передаточное отношение сменных колес определяют из соотно­ шения

где N — характеристика делительной головки; t — шаг винта продольной подачи стола станка в мм; II — шаг винтовой канавки в мм.

Заготовку устанавливают в центрах делительной головки и ее задней бабки, закрепленных на столе универсально-фрезерного станка. Стол поворачивают на угол наклона винтовой канавки.

Оптические делительные головки применяют для осуществле­ ния точного делепия, а также для контроля правильности выпол­ ненных делений.

416

Вертикально-фрезерный консольный станок с поворотной шпин­ дельной головкой 6Р12 (рис. XVI.7) предназначен для выполнения различных операций торцовыми, цилиндрическими, концевыми, дисковыми и фасонными фрезами в единичном и серийном произ­ водствах. В результате возмояшости полуавтоматического и авто­ матического циклов движения стола станок может быть исполь­ зован в поточных и автоматических линиях. Вертикальное расположение и возможность поворота оси шпинделя станка соста­ вляют его основное отличие от станка 6Р82. В остальном кине­ матика и конструкция основных узлов станков аналогичны. Одинаковы также значения частоты вращения шпинделя и подач. Станок 6Р12 более совершенен по сравнению со станком 6М12П. Усовершенствования станка 6Р12 те же, что и у станка 6Р82.

§ 2. Копировально-фрезерные станки

Копировально-фрезерный полуавтомат 6Б443 с электрогидравлическим следящим приводом подач (рис. XVI.8) предназначен для обработки поверхностей пространственно-сложной формы

Рис. XVI.8. Копировально-фрезерный полуавтомат 6Б443:

(поверхностей матриц, пуансонов, пресс-форм, моделей и подоб­ ных деталей). Обработка ведется главным образом по копиру, представляющему по форме изделие или часть его в натуральную величину и выполненному из легкообрабатываемого материала.

На станке возможны следующие виды обработки: 1) строчечная обработка по копиру горизонтальными или вертикальными строч­ ками (простыми, односторонними и контурными); 2) автоматиче­ ское контурное копирование; 3) автоматическое трехмерное копи­ рование; 4) обработка цилиндрических поверхностей по плоскому копиру; 5) обработка с использованием манипулятора; 6) обра­ ботка «зеркальных» по отношению к копиру заготовок; 7) обыч­ ная фрезерная обработка (без копира).

Главное движение передается шпинделю от асинхронного элек­ тродвигателя (N = 4 кВт) через коробку скоростей. Он может получать 20 различных частот вращения в пределах 31,5— 2500 об/мин.

Шпиндель станка смонтирован в пиноли при обеспечении вы­ сокой радиальной и осевой жесткости.

Движение подачи. Вертикальную и поперечную (осевую) по­ дачи получает шпиндельная бабка 5 с фрезой и копировальным прибором 7, стойка которого закреплена на бабке (см. рис. XVI.8). Шпиндельная бабка смонтирована на поперечине 4 и перемещается в осевом направлении по направляющим последней, а в вертикаль­ ном — вместе с ней но направляющим стойки 3, жестко связанной со станиной 1. Продольная подача сообщается вертикальному сто­ лу 11, служащему для крепления заготовок, и связанному с ним столу копира 10, на котором закрепляют копиры. Столы переме­ щаются в горизонтальном направлении, перпендикулярном к оси шпинделя (и копировального прибора), по направляющим ста­ нины и стойки копира. При прямом копировании между столами копира и заготовки осуществляется жесткая связь, и они пере­ мещаются в одном направлении. При обработке заготовки, «зер­ кальной» по отношению к копиру, столы связывают двойной рееч­ ной передачей, и они перемещаются в противоположных направле­ ниях. В случае же обработки по плоскому копиру их разъединяют и стол копира жестко закрепляют на своей стойке. Все направляю­ щие защищены посредством «растяжного меха». Указанные пере­ мещения рабочих узлов станка осуществляются электрогидравли­ ческими следящими приводами, аналогичными для всех трех по’- дач. В качестве двигателей в приводах используются гидроци­ линдры, управление которыми осуществляется автоматически следующим образом. Копировальному прибору и связанной с ним фрезе задается движение по траектории копирования, и копиро­ вальный палец 2 ощупывает поверхность копира (рис. XVI.9, а). При этом в зависимости от режима копирования копировальный палец отклоняется в радиальном (на угол у) или осевом направле­ ниях от своего исходного (нулевого) положения относительно кор­ пуса копировального прибора. Это отклонение, называемое ошиб­ кой копирования или рассогласованием, представляет первичную информацию для следящей системы станка.

Индуктивные датчики копировального прибора преобразуют линейное перемещение копировального пальца в сигнал (напря-

418

жение), пропорциональный ошибке копирования, управляющий приводами подач. Сигнал вызывает перемещения рабочих органов станка, направленные на уменьшение ошибки копирования. При отсутствии ошибки (нулевое положение) прибор не выдает сигнала. Информация в виде напряжения переменного тока выдается дат-

чиками копировального прибора на вход фазочувствительного усилителя 5 (рис. XVI.9, а), преобразующего этот сигнал в на­ пряжение постоянного тока, которое поступает в электрогидрав­ лический преобразователь 6, сочетающий электромеханический преобразователь с двухкаскадным гидравлическим усилителем. Электрогидравлический преобразователь, получив сигнал, пре­ образует его в пропорциональное отклонение от нейтрального положения золотника гидравлического усилителя. Величина от­

клонения определяет расход рабочей жидкости (масла турбин­ ного 22), поступающей к гидроцилиндру, а следовательно, и ско­ рость перемещения рабочего органа станка. Питание электрогидравлических преобразователей осуществляется от станции гидропривода. Постоянство величин подач в пределах возможных на станке достигается применением в следящей системе тахогенераторов 7, осуществляющих обратную связь. Управление пода­ чами при копировании может осуществляться в трех режимах: строчечном, контурном и трехмерном; причем выбор режима

окончания периодической подачи автоматически вновь включается задающая подача в направлении, обратном предыдущей строчке. Подача, направленная на поверхность детали и от нее, называется следящей подачей.

Обработка в контурном автоматическом режиме осуществляется с продольной и вертикальной подачами, осевая подача отсутствует (рис. XVI.10, б). Копировальный палец соприкасается с копиром по боковой поверхности.

При трехмерном копировании осуществляется автоматиче­

Величина быстрых (установочных) перемещений в вертикальном, горизонтальном и осевом направлениях — 2000 мм/мин.

Контурный вертикальный копировально-фрезерный станок 6М42К с гидравлической следящей системой (рис. XVI. 11) пред-, назначен для полуавтоматической обработки по шаблону криво­

420

линейных наружных и внутренних контуров различных деталей в условиях крупносерийного и массового производства. Вследствие простоты переналадки станок может быть использован и в мелко­ серийном производстве.

Копирующие движения — продольное и поперечное перемеще­ ния стола. Управление ими осуществляется гидравлическим следя­ щим устройством, обеспечивающим постоянство подачи по кон­ туру. Масштаб копирования 1 : 1. Точность при чистовой обра-

Рис. XVI.11. Контурный копировально-фрезерный станок 6М42К:

10 — маслобак; 11 — шпиндель трейсера; 12 — маховичок регу­ лирования подачи стола (ско­

(врезания) шпиндельной голов­ ки; 15 — упор, определяющий верхнее положение шпиндель­ ной головки; 16 — пульт уп­ равления; 17 а 18 — толкатели конечных выключателей уско­ ренного перемещения по кон­

туру и окончания цикла

ботке составляет ±0,05 мм. Станок имеет три автоматических цикла, позволяющих периодически опускать и поднимать шпин­ дельную головку, включать ускоренное перемещение стола.

Главное движение. Шпиндель получает вращение от асинхрон­ ного электродвигателя М, расположенного в верхней части колонны, через коробку скоростей (рис. XVI.12) и шлицевую втулку. При переключении подвижных блоков зубчатых колес и использовании сменных колес шпиндель может получить 15 раз­ личных частот вращения в пределах 80—2000 об/мин. Максималь­ ная частота вращения шпинделя определяется из уравнения

«шах = 1460 • I : § • § • § = 2000 об/мин.

421

Шпиндельная головка может перемещаться по вертикальным направляющим колонны, что осуществляется расположенным в ней гидравлическим цилиндром. Перемещение вверх — ускоренное, вниз — ускоренное и с рабочей подачей. Управление гидроцилинд­ ром может быть автоматическим и ручным.

Движение подачи. Продольное и поперечное перемещения стола осуществляются двумя гидроцилиндрами, расположенными в кор­ пусе салазок и станине, которые управляются следящим устрой­ ством. На столе устанавливают трейсерный стол с шаблоном и приспособление с обрабатываемой заготовкой. Кроме шаблона на трейсерном столе крепятся кулачки включения конечных вы­

станка, все движения могут быть получены нажатием соответ­ ствующих кнопок и необходимой установкой переключателей на пульте управления 16.

При фрезеровании криволинейного контура трейсер, управляя перемещениями стола станка, осуществляет контакт между шабло­ ном, установленным на трейсерном столе, и следящим пальцем, закрепленным в шпинделе трейсера 11. Таким образом происходит копирование по контуру.

Автоматическое управление вертикальными перемещениями шпиндельной головки осуществляется устройством, называемым линейной гидропанелью.

Пределы величин рабочих подач стола 25—450 мм/мин. Вели­ чина ускоренных перемещений 1000 мм/мин.

Копировально-фрезерный станок с пантографом 641 (рис. XVI. 13) предназначен для выполнения всевозможных копи­ ровально-фрезерных работ: обработка матриц, пуансонов, пресс-

422