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

приведена самодействующая электромеханическая винтовая сило­ вая головка, а на рис. XX.4 — ее кинематическая схема. Работа головки осуществляется по циклу: быстрый подвод — рабочая подача — быстрый отвод.

При быстрых установочных перемещениях головки включаются реверсируемый электродвигатель 1 и электромагнитная муфта 2. При этом ходовой винт перемещает гайку 7. Рабочая подача осу­ ществляется от электродвигателя 3 главного движения, приводя­ щего во вращение выходной вал 5 . Одновременно через червячную передачу 2—26, сменные колеса а — Ъ, червячную передачу 1 — 22 вращение передается гильзе 6, внутри которой закреплена гайка 7. Вращением гайки при неподвижном ходовом винте осуществля­ ется рабочая подача. Усилие подачи, воспринимаемое гайкой,

Рис. XX.4. Кинематическая схема самодействующей винтовой силовой головки

передается па гильзу и через упорный подшипник на корпус сило­ вой головки. Величина рабочей подачи настраивается сменными зубчатыми колесами. Усилие подачи силовой головки регулиру­ ется предохранительной фрикционной муфтой 4, которая настраи­ вается на усилие, превышающее на 15% максимальное усилие подачи головки. Наличие фрикционной муфты позволяет выпол­ нять работу на жестком упоре.

При установке головки в вертикальном или наклонном поло­ жении под углом более 30° к горизонту для уравновешивания веса головки применяют противовесы.

Электромеханические силовые головки с кулачковым приводом подачи применяют для выполнения легких сверлильных, резь­ бонарезных и фрезерных работ. Привод подачи осуществляется плоским или цилиндрическим кулачком. На рис. XX.5 приведена кинематическая схема самодействующей силовой головки с плос­ ким кулачком Харьковского завода агрегатных станков. Шпин­ дель 1 получает вращение от электродвигателя 2 через клиноремен­ ную передачу и полый вал 3, соединенный со шпинделем внутрен­ ними шлицами. Подача шпинделя осуществляется от кулачка 4, получающего вращение от вала 3 через черьячиую передачу 5—6,

сменные зубчатые колеса а — Ъи зубчатые колеса 7—8. Ось ролика 9 связана с пинолыо 10. При вращении кулачка пиноль получает осевое перемещение. Пружина 11 поджимает ролик к кулачку. Величина рабочей подачи и скорость установочных перемещений

чатыми колесами а — b или сменой электродвигателя 3. Головки с барабанным кулачком применяются для работ более тяжелых, чем головки с плоским кулачком.

Силовые головки с пневмогидравлическим приводом подачи находят преимущественное применение при работе одним или небольшим числом шпинделей, когда не требуется больших усилий

Рис. XX.6. Кинематическая схема силовой головки с барабанным кулачком

подачи, так как для больших усилий требуются большие пневмо­ цилиндры. В пневмогидравлических системах используются пре­ имущества пневмосистем — большая скорость движений вслед­ ствие высоких скоростей истечения воздуха и положительные свойства вязкой жидкости — перетекать под постоянным давле­ нием из одной полости в другую. Источником энергии для осущест­ вления движения подачи головки служит сжатый воздух от завод­ ской воздушной сети.

5 1 4

Пневмогидравлический привод обеспечивает возможность бес­ ступенчатого регулирования, автоматическое предохранение меха­ низмов от перегрузок и широкую автоматизацию рабочего про­ цесса.

На рис. XX.7 изображена пневмогидравлическая силовая головка ГС-2. В рабочем. цилиндре 1 перемещается пиноль-пор- шень 2, связанная планкой 3 со скалкой 4. Скалка служит второй направляющей пиноли. К планке 3 крепятся шпиндельные насадки. Шпиндель 5 получает вращение от электродвигателя 6 через редук­ тор 7 со сменными зубчатыми колесами. К цилиндру 1 крепится корпус 8, к которому прикреплен другой корпус 9. В корпусах

10 7

Рис. XX.7. Разрез пневмогидравлической силовой головки

сделаны кольцевые сферические выточки (камеры). Между корпу­ сами установлена резиновая диафрагма 10, отделяющая масло от сжатого воздуха.

Пневмогидравлическая схема головки (рис. XX.8) позволяет осуществлять: быстрый подвод, рабочий ход и быстрый отвод режу­ щего инструмента. Для быстрого подвода сжатый воздух подается в полость 1 рабочего цилиндра и перемещает поршень 2 влево. Вместе с поршнем перемещается скалка 3 с переставным упором 4. Последний отожмет обратный клапан 5 вниз, и масло из полости 6 перетекает в полость 7. Воздух из полости 8 вытесняется через золотник 9 в атмосферу. Рабочая подача начинается после того, как упор 4 сойдет со штока клапана 5. При этом пружина закроет клапан и перетекание масла через него прекратится. В этом случае масло направляется в полость 7 через редукционный клапан 10 и дроссель 11. Поршень 2 перемещается справа налево. Вместе с поршнем перемещается шпиндель 12 и скалка 3. Происходит быстрый отвод. В конце рабочего хода регулируемый упор 13 откроет шариковый клапан 14 и воздух под давлением поступит

в торцовую полость золотника 9, сместит его вниз. При этом откро­ ется доступ воздуху в полость 8. Канал 15 в этот момент закрыт клапаном (на рис. XX.8 не показан). Масло, вытесняемое из полости 7, откроет обратный клапан 5 и направится в полость 6 цилиндра. Воздух из полости 7 через золотник 9 уходит в атмо­ сферу. Пиноль со шпинделем переместится в исходное положение.

На рис. XX.9 показан внешний вид самодействующей гидравли­ ческой силовой головки. Разрез силовой головки приведен на рис. XX.10. Шпиндели 1 получают вращение от электродвига­ теля 2 через пару зубчатых колес, центральный приводной вал 3 и шпиндельпую коробку 4. От приводного вала вращение пере­ дается также насосному агрегату 5, расположенному в корпусе силовой головки. Насосный агрегат представляет собой сдвоен­ ный насос, один их которых имеет большую производительность и низкое давление масла (до 4 кгс/см2, или 39,2-К)4 Па), второй наоборот — малую производительность и высокое давление (до 60 кгс/см2, или 588,6-ІО4 Па). Первый насос необходим для обеспе­ чения холостых ходов, а второй — для рабочих ходов. При рабо­ чей подаче необходимо иметь большие усилия подачи, а скорость перемещения небольшую. Распределение подачи масла от одного или другого насоса в рабочие полости силового цилиндра 6 осуще­ ствляется золотниковой панелью управления 7. Управление гидро-

516

Рпс. XX.9. Гидравлическая самодействующая силовая головка

Рис. XX. 10. Гидравлическая силовая головка

панелью осуществляется электромагнитом, получающим команду от конечных выключателей, установленных на направляющей плите и срабатывающих под действием упоров, установленных на головке. Силовой цилиндр скреплен с корпусом силовой го­ ловки 8 и перемещается вместе с ней относительно неподвижного штока 9 с поршнем 10. На самодействующих силовых головках резервуаром для масла служит корпус силовой головки. Совре­ менные силовые головки работают по полуавтоматическому циклу. Под циклом движения силового узла понимают определенное соче­ тание установочных перемещений с рабочей подачей. Цикл станка определяется выполняемыми на нем операциями. В простейшем случае инструмент быстро подводится к обрабатываемой детали (не доходя на 2—3 мм во избежание удара), затем получает мед­ ленное движение (рабочую подачу) и после выполнения операции быстро отводится в исходное положение.

Нашей промышленностью выпускается несколько номеров головок с различными гидравлическими схемами. Для агрегатных станков признано наиболее целесообразным дроссельное регули­ рование на входе. Вся гидроаппаратура агрегатных станков ком­ понуется в едином агрегате — гидропанели.

К числу недостатков гидравлических силовых головок сле­ дует отнести сложность гидропанелей, нестабильность подачи при резко изменяющихся силах резания. Эти головки не позволяют выполнять резьбонарезные операции.

§ 3. Шпиндельные коробки и насадки

Шпиндельные коробки и насадки, которыми оснащают сило­ вые головки, представляют собой силовые узлы, в которых распо­ ложены шпиндели, промежуточные валы и зубчатые колеса, передающие вращение шпинделям от приводного вала. Приме­ нение многошшшдельных коробок позволяет осуществлять одно­ временно обработку многими инструментами, что способствует значительному повышению производительности этих станков. Проектирование шпиндельных узлов производится для каждого конкретного случая. Конструкция этих узлов определяется коли­ чеством и расположением обрабатываемых поверхностей.

Основные размеры корпусов (длина, ширина и высота) и де­ тали, из которых монтируются данные узлы, нормализованы. Размеры шпинделей определяются крутящим моментом и усилием подачи. Количество шпинделей в коробке лимитируется макси­ мально допустимым крутящим моментом и осевой силой силового узла.

-Разработка схемы передачи от приводного вала к шпинделям называется раскаткой. При достаточно высокой степени нормали­ зации корпусных деталей, шпинделей, промежуточных валов, зубчатых колес, втулок и т. п. проектирование шпиндельных коробок может быть сведено к разработке раскатки.

518

На рис. XX.11 приведена раскатка и сечение четырехшпиндель­ ной коробки. При проектировании шпиндельных коробок необхо­ димо стремиться к минимальному количеству промежуточных

Рис. ХХ.11. Раскатка и сечение четырехшшшдельной коробки:

1 — корпус; 2 — промежуточная плита; з — задняя плита; 4 — передняя крышка; 5 — верхняя крышка

валов и зубчатых колес. Передаточное отношение передач должно

1

находиться в пределах 2 ,5 > г > - 3 . Поэтому в кинематических

схемах шпиндельных коробок имеются зубчатые колеса, находя-

Ѣ.

■о- -о-

2 \

dku

;£§л\

-ЧШ N -Йff] /

п й г

■ф"

Рис. XX.12. Насадка для фрезерного станка

щиеся одновременно в зацеплении с несколькими колесами. Ось вала паразитного колеса не следует располагать в одной плоскости с осями ведущего и ведомого валов, во избежание максимального

усилия на нем. Зубчатые колеса 'желательно располагать между опорами валов. Расстояния между центрами промежуточных валов должно выдерживаться с допуском порядка ±0,01 мм. Располо­ жение шпинделей и промежуточных валов нередко приводит к таким расстояниям между центрами, которые не обеспечиваются применением зубчатых колес нормального зацепления (не обес­ печивается требуемый радиальный зазор). В таких случаях при­ меняют корригированные зубчатые колеса. Не рекомендуется использовать рабочие шпиндели в качестве валов, приводящих во вращение группу других шпинделей. В опорах шпинделей чаще всего используют конические роликовые подшипники для вос­ приятия радиальной и осевой нагрузок.

Шпиндельные коробки применяются на силовых головках с подвижным корпусом. В силовых головках с выдвижной пинолыо применяют шпиндельные коробки, называемые насадками. На рис. XX .12 приведена одношпиндельная насадка для фрезер­ ных работ. Насадка прикрепляется к фланцу гильзы болтами 1 и для повышения жесткости поддерживается двумя штангами 2, прикрепленными к корпусу головки. Расположение шпинделей 3 определяется характером выполняемых работ.

§ 4. Переналаживаемые агрегатные станки

Необходимость частой переналадки оборудования является

520

мые агрегатные станки. Выбор рациональной компоновки и конструкции переналаживаемого агрегатного станка определяет­ ся величиной серии обрабатываемых деталей, характером пере-

Рис. XX.14. Устройство для регулирования поло­ жения силовой головки по высоте

наладки, быстротой переналадки в заданных условиях, количе­ ством и стоимостью сменной специальной оснастки, характером и длительностью технологических переходов, количеством и разно­ видностью требуемых режущих инструментов, требуемой точно­ стью обработки и др.

В конструкции переналажи­ ваемых агрегатных станков за­ ложены возможности сравни­ тельно легко изменять скорость резания, величины рабочих и установочных перемещений си­ ловых головок. В них преду­ смотрены устройства для изме­ нения положения силовых го­ ловок относительно обрабаты­ ваемой детали или изменения угла поворота многопозицион­ ного стола при последователь­ ной обработке поверхностей де­ тали.

На рис. XX.13, а—г приве­ дены регулируемые базовые узлы агрегатных станков, по­ зволяющие быстро изменять по­ ложение силовых головок отно­ сительно приспособлений. Пер­ вый узел позволяет регулиро­ вать положение головки вдоль

оси, второй, кроме регулирования вдоль оси, позволяет изменять положение оси шпинделя по высоте. Третий узел обеспечивает регулирование положения вертикальных силовых головок в вер­ тикальном и горизонтальном направлениях. Четвертый узел по­ зволяет устанавливать одновременно горизонтальную и верти­ кальную головки и регулировать их положение.

521