bushuev_v_v_i_dr_metallorezhushie_stanki_tom_2

ориентировочные скорости главного движения резания v0, м/мин: 80 — при обтачивании цилиндрических поверхностей, 50 — при снятии фасок, 30 — при сверлении и отрезании, 4 — при нарезании резьбы плашкой.

3. Определение частоты вращения n шпинделя. Исходя из диаметра обрабатываемой поверхности и ориентировочной (рекомендуемой) скорости резания v0, определяют ориентировочную (предварительную) частоту вращения n0. При совмещении работы группы инструментов выявляют лимитирующий инструмент, требующий наименьшей частоты вращения. Эта лимитирующая частота nл принимается в качестве общей для всей группы. Затем по паспорту станка выбирают частоту вращения n, определяют необходимые сменные шкивы и сменные колеса a/b.

4.Определение длины l хода инструмента. Кроме длины обрабатываемого участка, учитывают длину пути медленного подвода a, перебег инструмента, высоту режущего конуса сверла и другие факторы.

5.Определение числа оборотов m шпинделя за время выполнения каждого перехода. В графе 6 приведены значения m = l/S при частоте n. При нарезании резьбы S = Р, где Р — шаг резьбы. Одну из частот вращения шпинделя (макси-

мальную или наиболее часто используемую) принимают за основную nосн, а

остальные приводят к ней, причем коэффициент приведения k=nосн/n (в примере nосн = 630 мин–1). Тогда приведенное число оборотов mпр шпинделя за вре-

мя выполнения каждого перехода mпр = mk. В конце графы 7 указано суммарное число оборотов ∑mпр= 2020 (числа оборотов для совмещенных переходов, взятые в скобки, в сумме не учитывают).

6.Определение ориентировочного времени цикла. Время для выполнения рабочих ходов

¦mпр 60tр 2020 60 192 с.

630

Время tx для выполнения вспомогательных движений складывается из времени разжима, подачи и зажима прутка (1 с), поворотов револьверной головки (пять несовмещенных поворотов по 1 с), вывода и ввода сверла (1 с), выстоя резцов при зачистке (три несовмещенные паузы по 1,5 с), реверсирования шпинделя (0,5 с), отвода отрезного резца (несовмещенная часть занимает 7 с). Итого:

tx = 1 + 1 + 5 + 1 + 1,5 . 3 + 0,5 + 7= 19 с.

Таким образом, ориентировочное время цикла T=tp+tx=192+19=211 с.

7. Определение числа делений кулачков для осуществления вспомогательных движений. Так как на кулачке всего 100 делений, то одна секунда соответствует 100:T делений (сотых) кулачка. В примере движениям, занимающим 1 с, соответствует 100:211 ≈ 0,5 деления кулачка.

Суммируя по таблице число делений, приходящихся на несовмещенные вспомогательные движения, получаем Мх = 19,5.

8. Определение числа делений кулачков для осуществления рабочих ходов. Суммарное число делений, приходящихся на несовмещенные рабочие хода, Мp = 100 – Мx = 100 – 19,5 = 80,5. Число делений на отдельный рабочий ход

где 25,1 — приведенное число оборотов, приходящееся на одно деление кулачка. Округленные до 0,5 деления числа М представлены в графе 8 табл. 3.3. Графы 10 и 11 содержат порядковые номера делений, соответствующие началу и концу каждого перехода.

9. Определение продолжительности Т цикла. Поскольку на одно деление кулачка приходится 25,1 оборота шпинделя, то 100 делениям, т. е. полному циклу, соответствует mц = 2510 оборотов. Отсюда предварительно время цикла

По паспорту станка окончательно принимаем Т = 236 с. Соответствующие сменные зубчатые колеса с—h приведены в табл. 3.3.

Производительность станка при изготовлении заданной детали Q = 3600/T =

=3600/236 ≈ 15 шт./ч.

10.Определение расстояния L от торца шпинделя до револьверной головки в конце каждого перехода. Расстояние L зависит от размеров детали, определяющих конечное положение инструмента, и от вылета его державки. На рис. 3.17, б проставлены размеры L и размеры, от которых зависит L. В рассматриваемом станке Lmin регулируется и должно быть в пределах 75 мм ≤ Lmin ≤ 135 мм. В дан-

ном случае Lmin = 120.

11. Определение радиусов кулачка револьверного суппорта. Эти радиусы должны быть в пределах 80 мм ≤ R ≤ 140 мм. Rmax соответствует Lmin, т.е. в примере при L = 120 мм должно быть Rmax = 140 мм.

Вдругих случаях наибольший радиус участка кулачка R = Rmax – (L – Lmin).

Вданном примере R = 140 – (L – 120) = 260 – L. Наименьший радиус участка ку-

лачка R0 = R – l, где l — длина хода суппорта. Результаты определения R и R0 для каждого перехода приведены в графах 12 и 13. Радиус кулачка при повороте револьверной головки принимается на 1 мм меньше начального радиуса следующего перехода. Радиус кулачка при подаче и зажиме прутка принимается равным начальному радиусу перехода 2, и, исходя из этого условия, определяется длина регулируемого упора.

12. Определение радиусов кулачков других суппортов. У кулачков всех суппор-

тов, кроме револьверного, радиус R ≤ Rmax= 80 мм. У кулачков поперечных суппортов R = Rmax – r , где r — радиус обработанной поверхности.

Для построения профиля кулачка используют поле диска, разбитое лучами на 100 равных секторов. На лучах, порядковые номера которых указаны в карте

наладки, делают засечки из центра кулачка радиусами R0 (начало участка) и R (конец участка).

Участок выстоя оформляется по дуге окружности. На участках движения подачи обычно используют архимедову спираль. Для повышения точности профилирования проводят лучи не прямые, а очерченные дугой окружности (с радиусом Rт), по которой перемещается центр ролика толкателя (рис. 3.18, а). Чтобы прове-

Рис. 3.18. Заготовка (а) и профиль (б) кулачка револьверного суппорта

сти все лучи, центр самой окружности должен смещаться по дуге окружности радиусом Rц. При этом способе сначала строят точки, принадлежащие не профилю кулачка, а центрам ролика толкателя. Профиль кулачка проводят как огибающую линию, касательную к ролику в разных его положениях. Участки для быстрого подвода и отвода инструмента вычерчивают по специальным шаблонам. Кривые шаблона обеспечивают минимальную продолжительность движения в сочетании с допустимым значением силы инерции. Кулачок револьверного суппорта управляет работой многих инструментов, поэтому его профиль наиболее сложен. На рис. 3.18, б показан профиль кулачка для рассмотренного примера.

3.5. Многошпиндельные токарные автоматы

Многошпиндельные горизонтальные токарные автоматы, как и одношпиндельные, предназначены для изготовления различных деталей из труб и калиброванных прутков круглого, квадратного или шестигранного сечения из различных марок стали и цветных сплавов. Они могут иметь четыре, шесть (рис. 3.19) или восемь шпинделей 6, расположенных по окружности в едином шпиндельном блоке 1 и получающих вращение с одинаковой частотой от главного привода через вал 3 и общее центральное колесо 7. Периодическим поворотом шпиндельного блока шпиндели переводятся из одной позиции в другую.

Режущий инструмент устанавливается на индивидуальных для каждой позиции поперечных суппортах 2 и на общем для всех позиций продольном суппорте 5, перемещающемся по направляющей гильзе 4. Этот суппорт выполнен в виде многогранника с числом граней, равным количеству позиций, на которых и располагаются державки с инструментами. Заготовка обрабатывается различными группами режущих инструментов при последовательном прохождении шпинделя через все позиции автомата. На последней позиции происходят отрезка готовой детали и подача прутка для изготовления следующей детали. Все операции технологического процесса разделяются и группируются по позициям так, чтобы время их выполнения на каждой позиции было одинаковым и минимальным. Обработка ведется одновременно на всех позициях, и поэтому готовая деталь будет сниматься с автомата после каждого поворота шпиндельного блока на одну позицию.

Рис. 3.19. Схема работы многошпиндельного токарного автомата

Вотличие от одношпиндельных автоматов, холостые ходы здесь выполняются не последовательно, чередуясь с рабочими ходами, а все сразу и, кроме того, при ускоренном вращении распределительного вала. Этот принцип обеспечивает более высокую производительность обработки.

Автоматы, на которых заготовки обрабатываются по схеме на рис. 3.19, получили название автоматов последовательного действия. Восьмишпиндельные автоматы этого типа имеют две позиции, на которых может производиться подача и зажим материала, и соответственно поворот шпиндельного блока может осуществляться сразу на две позиции. Это позволяет последовательно обрабатывать заготовки простых деталей на половине позиций и снимать с автомата за цикл работы сразу две готовые детали.

Шестишпиндельные автоматы также могут выпускаться для параллельной обработки двух потоков заготовок, однако, в отличие от восьмишпиндельных, они не могут быть перенастроены на однопоточный режим.

Вавтоматах параллельного действия заготовки на всех позициях обрабатываются только одной группой инструментов, и поэтому за цикл работы на них получают столько готовых деталей, сколько рабочих позиций имеет автомат. Назначение и область их применения те же, что и у одношпиндельных фасонноотрезных автоматов.

Внастоящее время в промышленности эксплуатируется большая гамма отечественных многошпиндельных автоматов (табл. 3.4). Несмотря на большое разнообразие моделей и модификаций многошпиндельных автоматов, их устройство и компоновка практически одинаковы (рис. 3.20). Основные узлы автомата крепятся на станине 1, которая одновременно является резервуаром для смазки

иохлаждающей жидкости. Станина, передняя стойка со шпиндельным блоком 4

ипоперечными суппортами 8, траверса 5 с распределительным валом и задняя стойка 6 с коробкой передач образуют замкнутую раму, обеспечивающую высокую жесткость всей конструкции. Вращение шпинделям передается от коробки передач центральным валом, проходящим внутри цилиндрической направляющей продольного суппорта 7. Направляющие трубы 3 с прутками поддерживаются дополнительной стойкой 2.

На рис. 3.21 приведена кинематическая схема шестишпиндельного автомата мод. 1Б240-6К, состоящая из нескольких кинематических цепей.

88ГЛАВА 3. ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ (КУЛАЧКОВЫЕ)

3.4.Технические характеристики многошпиндельных токарных автоматов

Рис. 3.20. Общий вид шестишпиндельного токарного автомата

Цепь главного привода: от электродвигателя 1 вращение передается через клиноременную передачу со шкивами 2—3, зубчатые колеса 4—5, а,b,c,d на центральный вал IV и далее через колеса 6—7 одновременно шести рабочим шпинделям XXI.

Рис. 3.21. Кинематическая схема шестишпиндельного автомата мод. 1Б240-6К

Частота вращения шпинделей определяется следующим уравнением кинематического баланса:

Отсюда формула настройки гитары a, b, c, d

Привод вращения распределительного вала осуществляется тремя разными кинематическими цепями соответственно во время рабочего хода, холостого хода и при наладке автомата.

При рабочем ходе он приводится во вращение от центрального вала IV через зубчатые колеса 8—9, e, f, g, h, 10—11, электромагнитную муфту 12, колеса 13— 14, 15—16 и червячную передачу 17—18. Частота его вращения при этом определяется следующим уравнением кинематического баланса:

Отсюда формула настройки гитары e, f, g, h с учетом аналогичной формулы предыдущей гитары

При холостом ходе включается муфта 19, а муфта 12 выключается и распределительный вал получает быстрое вращение по укороченной цепи от вала I через зубчатые колеса 20—21, 15—16 и червячную передачу 17—18. Частота ускоренного вращения распределительного вала равна

1450 230 29 28 1 | 14,6 мин 1. 330 20 67 42

При постоянных кулачках угол поворота распределительного вала при выполнении холостых ходов всегда один и тот же и равен для данного автомата 215о (рис. 3.28). Таким образом, продолжительность холостого хода составляет

60 215o |

tx.x 14,6 360o 2,5 c.

Переключение муфт 12 и 19 осуществляется кулачками командоаппарата, барабан которого закреплен на валу XVIII, получающем вращение непосредственно от распределительного вала через колеса 42—43—44—45 с общим передаточным отношением 1:1. По окончании холостого хода распределительный вал резко затормаживается до скорости рабочего вращения путем подачи на электромагнитную муфту 12 напряжения удвоенной величины.

При наладке автомата распределительный вал приводится во вращение от отдельного электродвигателя 22 через зубчатые колеса 23—24—25, электромагнитную муфту 26, колеса 15—16 и червячную передачу 17—18. При этом муфты 12 и 19 выключены, а затормаживание распределительного вала до полной остановки осуществляется муфтой 27. При необходимости распределительный вал можно повернуть вручную с помощью ключа за конец вала червяка 17.

Привод вращения резьбонарезного шпинделя (см. дополнительную схему) включает в себя две цепи — нарезания и свинчивания, переключение которых осуществляется электромагнитными муфтами 28 и 33. В обоих случаях резьбонарезной шпиндель вращается в одном направлении с рабочим шпинделем и нарезание происходит за счет:

•отставания инструмента от заготовки (правая резьба), тогда переключением на другую цепь с быстрым вращением инструмента обеспечивается свинчивание;

•обгона инструментом заготовки (левая резьба), тогда для свинчивания используется цепь с меньшей частотой его вращения.

Разность между частотами вращения шпинделей заготовки пшп и инструмента nин соответствует частоте вращения инструмента, определяемой скоростью

резания при резьбонарезании nрез, т. е. nрез= |nшп – nин|.

При правой резьбе цепь нарезания проходит от центрального вала IV, через колеса i, j, k, l, электромагнитную муфту 33, колеса 34—35, 29—30, 31—32 до приводной втулки XIX резьбонарезного шпинделя с метчиком или плашкой. При этом муфта 28 должна быть выключена.

Уравнение кинематического баланса