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

Роторные автоматические линии. Роторными автоматическими линиями (рис. ХХТ.10) называют линии, состоящие из так называ­ емых роторных операционных рабочих машин 4, расположенных в определенной технологической последовательности, соединенных между собой транспортными роторами,2 и связанных кинематически одним приводом. Заготовки поступают по лотку 1, а готовые де­ тали попадают в лоток 3.

Основное отличие роторных линий от других автоматических линий заключается в том, что обработка ведется в процессе не­ прерывного транспортирования заготовки и инструмента.

Р и с . X X I . 1 0 . С х е м а р о т о р н о й л и н и и

Роторная машина (операционный рабочий ротор) представляет собой группу рабочих инструментов, расположенных по окруж­ ности (на общем барабане) и совершающих непрерывное враща­ тельное движение, в процессе которого каждый инструмент полу­ чает посредством ползунов рабочее движение по заданному закону. Закон движения обеспечивается соответствующим профилем подаіощих копиров.

В настоящее время на роторных линиях хорошо освоены все­ возможные процессы обработки давлением (штамповка, высадка и т. п.), термические, окрасочные, сборочные процессы, а также контрольные операции. Ведутся работы по применению на ротор­ ных линиях процессов обработки материалов резанием.

§ 4. Ориентировочный расчет производительности автоматической линии

Производственная программа Р автоматической линии задается в штуках в год. Кроме того, задается выпуск деталей в час. Послед­ ним подчеркивается необходимость равномерного выпуска про­ дукции. При проектировании автоматической линии необходимо стремиться, чтобы заданная программа выполнялась на наимень­ шем количестве оборудования, имеющего минимальную стоимость при максимальной производительности линии, а также при наи­ более благоприятных условиях обслуживания линии.

Фактическое годовое число часов работы линии в одну смену Fф определяют, исходя из номинального годового количества

5 3 3

часов Fn, с учетом времени пребывания оборудования в капиталь­ ном ремонте, которое учитывается коэффициентом т)нр = 0,93 4-0,96:

в нерабочие дни и свободные смены. При работе линии в п смен действительный фонд времени

Fn= Fllnr\KV. (XXI.2)

Для переналаживаемых линий этот фонд времени должен быть уменьшен на время, затрачиваемое на переналадки в течение года:

Для предварительного определения продолжительности такта линии принимают г]э — 0,7ч-0,8. По предварительному значению длительности такта Т определяют максимально допустимую про­ должительность цикла Гц max отдельных станков:

534

Глава X X II

Станки для абразивной обработки

Станки, работающие абразивным инструментом, относятся к третьей группе по классификации ЗНИМСа (за исключением зубо- и резьбошлифовальных станков, которые относятся к пятой группе) и включают в себя круглошлифовальные станки для наруж­ ного и внутреннего шлифования, бесцентрово-шлифовальные, плоскошлифовальные, специализированные шлифовальные станки, станки для заточки режущего инструмента, притирочные, полиро­ вальные и другие.

Станки для абразивной обработки занимают исключительно важное место в современном машиностроении и предназначаются главным образом для чистовых и отделочных операций. На стан­ ках этой группы выполняют также и предварительную (черновую) обработку, как, например, обдирку, очистку заготовок, разрезку материала, заточку инструментов и др. Одним из достоинств шли­ фовальных станков является обработка деталей высокой твердости, которые не поддаются обработке другими режущими инструмен­ тами.

На современных шлифовальных станках довольно широко при­ меняются гидроприводы, особенно для прямолинейных пере­ мещений рабочих органов. Гидроприводы в сочетании с электро­ механическими устройствами позволяют автоматизировать про­ цесс шлифования.

Шлифовальные станки подразделяются на разновидности в за­ висимости от видов обработки (см. гл. X).

§ 1. Круглошлифовальные станки

Круглошлифовальные станки для наружного шлифования бывают простые (неуниверсальные), универсальные, врезные и спе­ циальные. На простых шлифовальных станках можно шлифовать цилиндрические поверхности и конические (пологие конуса) с углом наклона не больше 6° за счет поворота стола (рис. X X II.1, а).

Универсальные круглошлифовальные станки отличаются от не­ универсальных тем, что они имеют поворотные бабки детали или

536

вальных станках имеются дополнительные бабки для шлифования отверстий. Основной характеристикой круглошлифовальных стан­ ков является наибольший диаметр и длина шлифуемой детали. Количество типоразмеров круглошлифовальных станков, выпускае­ мых отечественной станкостроительной промышленностью, исчис­ ляется несколькими десятками, в зависимости от размеров обраба­ тываемых деталей, степени универсальности, автоматизации, точности обработки и др. Например, ЗАПОИ, ЗА110, ЗБ12, 3A130, 3140, ЗА150, ЗБ151, ЗА161, ЗА164 и др.

Рис. X X I 1.1. Схемы обработки на круглош лифовальны х станках:

а , б — п росты х ; в , г — у н и вер сал ьн ы х

Современные шлифовальные станки работают по полуавтомати­ ческому или автоматическому циклу и используются в условиях массового, серийного и единичного производства.

Круглошлифовальный станок ЗБ151. Станок предназначен для наружного шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей; наибольший диаметр шлифования 200 мм, наиболь­ шее расстояние между центрами 700 мм. На станке можно вести обработку тремя способами:

1. Способом продольной подачи, при котором за каждый оборот шлифуемой детали последней сообщается продольное перемещение на величину, составляющую 0,25—0,7 ширины шлифовального круга. В конце каждого хода или за один двойной ход стола шли­ фовальной бабке сообщается поперечная подача. Этот способ обес­ печивает наивысшую точность обработки и применяется для обра­ ботки поверхностей вращения с прямолинейной образующей.

537

2. Способом врезания шлифующего круга в заготовку при о сутствии продольной подачи. При этом ширина круга должна быть больше длины шлифуемого участка. Данный способ характеризу­ ется высокой производительностью. Этим способом можно шлифо­

вать цилиндрические, конические и фасонные поверхности враще­ ния.

3. Способом глубинного шлифования (см. рис. Х.З), при кото ром шлифующий круг, имеющий коническую заборную часть, уста­ навливают на полную глубину шлифования (величину припуска). Данный способ применяется для шлифования жестких валов, не требующих высокой точности обработки.

Гидрокинематическая схема станка приведена на рис. X X II.2. Шлифующий круг, закрепленный на шпинделе шлифовальной бабки 1, приводится во вращение от электродвигателя М х через клиноременную передачу со сменными шкивами и делает 1112 или 1272 об/мин. При врезном шлифовании для снижения шерохова­

тое

тости обработанной поверхности шпинделю шлифующего круга может быть сообщено осевое (осциллирующее) движение при помощи червячной передачи и рычажного механизма 2. Частота колебаний — 40 колебаний в минуту (0,66 Гц) с амплитудой до 3,4 мм. Включение и выключение осциллирующего движения осуществляется рукояткой 3 или цилиндром 4.

Обрабатываемая деталь закрепляется в неподвижных центрах передней 5 и задней 6 бабок, установленных на поворотной плите стола 7, и получает вращательное движение от электродвигателя М 2 постоянного тока через клиноременную передачу и поводко­ вый патрон. Частоты вращения заготовки изменяются в пределах 63—400 об/мин. Применение неподвижных центров способствует повышению точности обработки.

Продольное перемещение стола с заготовкой осуществляется вручную или от гидропривода. Включение и отключение гидравли­ ческой или ручной подачи стола производится рукояткой 8 (рис. X X II.2). При отключенной гидравлической подаче (рукоятка 8 оттянута на себя) масло от насоса 9 сливается в резервуар 10. При этом в цилиндре 11 давления масла не будет и посредством пружины будет включена муфта 12. Так как давления в магистрали нет, то поршень цилиндра 19 под действием пружины сместится влево и соединит правую и левую полости силового цилиндра 14. При вращении маховика 13 движение будет передаваться рееч­ ному колесу z = 10 и рейке, прикрепленной к столу 7. При пере­ мещении рукоятки 8 от себя (как показано на схеме) выход маслу будет закрыт (включается гидравлическая подача), давление масла в магистрали возрастет. При этом поршень цилиндра 11 переме­ стится вверх и через рычажную систему отключит муфту 12. Ручная подача будет отключена. Гидравлическая подача стола осуществляется силовым цилиндром 14, внутри которого пере­ мещается поршень. Последний связан штоком со столом. При по­ мощи гидропанели с золотником управления 15 и золотником 16 реверса масло под давлением направляется либо в правую, либо в левую полости цилиндра. При этом противоположные полости цилиндра соединяются со сливом. При подаче масла от насоса под давлением, например, в левую полость цилиндра 14 (как показано на схеме) поршень со столом будут перемещаться вправо. Из пра­ вой полости масло сливается в резервуар. При движении стола вправо левый упор 17 повернет рычаг 18, а последний сдвинет влево золотник 15. Левая полость золотника 16 соединится со сли­ вом. К правому торцу его начнет поступать масло под давлением, которое передвинет золотник 16 влево, при этом левая полость цилиндра соединится со сливом. Тогда масло от насоса будет поступать через правую выточку золотника 16 в правую полость цилиндра 14 и стол будет перемещаться влево. При этом правый упор 17 повернет рычаг 18 и снова произойдет реверс стола.

Поперечная подача (радиальное врезание) шлифующего круга может быть ручной — от маховика 27 и гидравлической — от гид-

539

роцшшндра 20. В момент реперса стола поршень золотника 21 перемещается из одного крайнего положения в другое и соединяет левую полость цилиндра 20 либо со сливом, либо с магистралью под давлением. При подаче масла под давлением в цилиндр 20 поршень, перемещаясь вправо, через рычажно-храповой механизм поворачивает гайку, смонтированную в корпусе шлифовальной бабки, и перемещает последнюю. Винт вращаться не может. Вели­ чина перемещения настраивается числом захватываемых зубьев собачкой. Возврат поршня (и собачки) осуществляется пружиной. При открытых кранах 22 шлифовальной бабке сообщается периоди­ ческая подача за каждый ход стола. При открытом одном кране бабка получает подачу за один двойной ход стола. Для отключе­ ния поперечной подачи шлифовальной бабки необходимо закрыть оба крана. Последние управляются одной рукояткой.

Быстрый отвод шлифовальной бабки производится посредством гидроцилиндра 23, поршень которого связан с винтом поперечной подачи. При перемещении поршня винт перемещается вдоль своей оси вместе с гайкой, которая связана со шлифовальной бабкой. Масло для перемещения поршня поступает в соответствующую полость цилиндра 23 от насоса через золотник 24, который управ­ ляется вручную.

Кроме рассмотренных движений, на станке имеется ряд уст­ ройств, обеспечивающих выполнение вспомогательных движений, как, например, отвод пиноли задней бабки цилиндром 25, выбор люфта цилиндром 26 и др.

§ 2. Внутришлифовальные станки

Внутришлифовальные станки предназначены для шлифования цилиндрических и конических отверстий. Основным размером, характеризующим внутришлифовальный станок, является наи­ больший возможный диаметр шлифования. По характеру круго­ вой подачи (вращение обрабатываемой детали) внутришлифовальные станки бывают обычные (простые) и планетарные. Первые при­ меняются для шлифования отверстий в деталях средних размеров (во втулках, гильзах, зубчатых колесах и т. п.), которые удобно закреплять в патроне станка. Такие станки получили наибольшее распространение в промышленности и иногда называются патрон­ ными (см. рис. Х.4, а). В качестве примера станков этой группы можно привести модели 3225, ЗА227, ЗА228, ЗА229 и др. Для шли­ фования отверстий в тяжелых деталях, а также в деталях несим­ метричной формы применяются планетарные внутришлифоваль­ ные станки (см. рис. Х.4, б).

Универсальный внутришлифовальный станок ЗА228 предназна­ чен для шлифования цилиндрических и конических отверстий, сквозных л глухих. Наибольший диаметр шлифуемого отверстия 200 мм, наибольшая длина шлифования 200 мм.

540

Кинематическая схема станка ЗА228 приведена на рис. X X И .3. Обрабатываемая деталь закрепляется в специальном патроне 1, смонтированном на шпинделе передней бабки 2. Зажим осуществля­ ется посредством гидропривода 3. Деталь получает вращение от электродвигателя М г постоянного тока, позволяющего бесступен­ чато изменять частоту вращения в пределах 85—600 об/мин. Шли­ фовальная бабка 4 размещена на суппорте 5, который закреплен на столе 6. Шлифующий круг получает вращение от электродви-

Рис. X X I I .3. Кинематическая схем а внутриш лифовального станка ЗА 228

гателя М2 через плоскоременную передачу со сменными шкивами dv и йг. Частота вращения шлифовального круга находится в пре­ делах 4500—14800 об/мин.

Стол со шлифовальной бабкой совершает возвратно-поступа­ тельное движение от цилиндра 7. Скорость стола изменяется в пре­ делах от 0,1 до 12 м/мин. Стол может получать ручное перемеще­ ние от маховика 8. Гидравлическое и ручное перемещения стола сблокированы посредством цилиндра 9. Тонкая ручная продоль­ ная подача стола при шлифовании торцов осуществляется махо­ виком 19. Первоначально стол перемещается до совмещения упоров 20 и 21. При вращении маховика 19 движение будет передаваться через червячную передачу винту с шагом t = 4 мм.

Поперечное перемещение бабки шлифовального круга может осуществляться вручную маховиком 10 или гидравлически от ци­ линдра 11. За один оборот маховика шлифовальная бабка пере­

541

Шлифовальной бабке можно сообщать дозированную попереч­ ную подачу за один ход стола вручную посредством рычага 12.

При ручной и при ручной дозированной подаче кнопка 13 должна быть выключена (т. е. автоматическая подача должна быть отключена).

Для включения автоматической подачи (от цилиндра 11) кнопка 13 включается, при этом рычаг 12 автоматически отключается. При перемещении штока цилиндра 11 будет вращаться реечная

1,8 мм. Реверсирование как продольной, так и поперечной подач осуществляется упорами, установленными на столе, аналогично ранее рассмотренному станку ЗБ 151. На станке предусмотрен механизм для компенсации износа круга при работе на режиме «в размер». Кнопкой 14 через зубчатое колесо z = 32 и зубчатый сектор z = 128 поворачивают кулак 15 в соответствующее поло­ жение (на заданную компенсацию). Когда будет достигнут требуе­ мый размер шлифуемого отверстия, ось 16 собачки набежит на ку­ лак 15, выведет собачку из зацепления с храповым колесом z = = 100 и подача прекратится.

Для быстрого отвода (отскока) шлифующего круга от детали перед выводом круга из отверстия на станке имеется гидравличе­ ский цилиндр 17, поршень которого связан с ходовым винтом. При подаче масла под давлением в нижнюю полость цилиндра 17 винт вместе с бабкой круга быстро перемещается. Величина пере­ мещения регулируется винтом 18. На станке имеется также устрой­ ство для .правки шлифующего круга.

В качестве примера внутришлифовального станка с планетар­ ным вращением круга можно привести станок ЗА287. Па станке можно шлифовать сквозные и глухие цилиндрические отверстия диаметром от 200 до 500 мм и длиной до 1250 мм в корпусных де­ талях. Обрабатываемая деталь закрепляется на столе и во время обработки остается неподвижной, а все необходимые движения сообщаются шлифующему кругу. Отличительной особенностью этого станка является наличие планетарного механизма (рис. XX II.4). Шлифующий круг получает вращение вокруг своей оси; движение круговой подачи (вращение наружной гильзы 1 планетарного механизма совместно с внутренней гильзой 2), движение радиаль­ ного врезания (поворот внутренней гильзы относительно наруж­ ной гильзы), движение продольной подачи (перемещение шлифо­ вальной бабки).

542