Технологическое оборудование машиностроительных производств (Схиртладзе, 2002)

шпинделя — бесступенчатое регулирование; пределы частот вращения шпинделя 12,5-—1250 мин"*; число подач — бесступенчатое регулиро­ вание; пределы подач стола, стойки, шпинделя, бабки и поворота стола 2—1600 мм/мин; скорость быстрых перемещений 5000 мм/мин.

Устройство ЧПУ станка типа «Размер 2М» или П323 обеспечивает позиционирование и прямоугольное формообразование. Программо­ носитель — восьмидорожечная перфолента, код ISO. Имеется цифро­ вая индикация текущего и задаваемого значения перемещений по координатам. Система устройства — замкнутая, в качестве датчиков обратной связи применяют сельсины. Число управляемых осей коор­ динат (всего одновременно) равно 5/2. Дискретность отсчета по осям координат X', Y', Z' составляет 0,01 мм. Возможно ведение коррекции длины и положения.

Станок (рис. 116) выполнен с вьщвижным шпинделем, продольноподвижной стойкой и продольно-подвижным поворотным столом. Инструмент устанавливают в шпинделе /К; ему сообщается главное движение. По горизонтальным направляющим станины «А» переме­ щаются салазки «Е» стойки «Д» от редуктора подачи «Ж» (подача по оси). Стол «В» имеет поперечную подачу по оси X от редуктора подач «Б». Кроме того, стол имеет запрограммированный поворот на угол р. По вертикальным направляющим стойки «Д» перемещается шпиндель­ ная бабка «Г» (подача по оси Y). Шпиндель IV имеет возможность осевого перемещения по оси Z

Главное движение — вращение шпинделя осуществляется от дви­ гателя постоянного тока Ml {N—S кВт; п= 1500 мин'^) через два двойных блока зубчатых колес Б1иБ2и через передачу (22/74), (60/64). Регулирование частоты вращения шпинделя в пределах 12,5—1250 мин'^ достигается изменением напряжения в цепи якоря, изменением потока возбуждения двигателя, а также гидравлическим переключением бло­ ков зубчатых колес и муфты Mi. При переключении механических ступеней подача отключается, а при электрическом регулировании не отключается.

Учитьюая, чтодиапазон регулирования двигателя п = 600—3000 об/мин, уравнение кинематической цепи для минимальной частоты вращения шпинделя выглядит следующим образом: Лшп = 600 х (21/71)х (17/68) х х(22/74)= 12,5 мин-'.

Направление вращения изменяется реверсированием электродви­ гателя. Механиз^м главного привода станка защищен от динамического воздействия упругой муфтой на валу /.

Рабочие и установочные перемещения (подачи) узлов станка осу­ ществляются двумя двигателями постоянного тока М2и ЛОтипа ПЕСТ (Л^= 2,35 кВт; л = 3000 об/мин) с диапазоном регулирования 1 : 750 для рабочих подач при общем диапазоне регулирования 1 : 2500, вклю­ чая быстрые и установочные перемещения. От электродвигателя МЗ

200

Рис. 116. Кинематическая схема горизонтально-расточного станка с ЧПУ мод. 2611Ф2

происходит осевая подача шпинделя, салазок, стойки и шпиндельной бабки, от электродвигателя М2 — поперечное перемещение и поворот стола.

Продольная подача салазок стойки осуществляется от вала X/через передачи (27/81), (40/81) при включенной муфте Мг и ходовой винт XII с шагом р= 10 мм. Винт жестко скреплен с выходным валом редуктора, а гайка — с корпусом салазок стойки.

Вертикальная подача шпиндельной бабки осуществляется от вала JSL7 через передачи (27/81), (81/80) при включенной муфте Мз, вал /ЛГ, вал XV, конические колеса с круговым зубом 30/20, через зубчатую пару (43/52) при включенной муфте М4, вал XVII, конические колеса с круговым зубом (25/65) и ходовой винт качения с шагом р- 10 мм. Муфта Ms — тормозная.

Уравнение кинематического баланса для минимальной подачи шпиндельной бабки 5'ш1п = 1,2 х (27/81) х (81/80) х (30/20) х (43/52) х х(26/65) X 10 = 2 мм/мин, где 1,2 — минимальная частота вращения электродвигателя ПБСТ-33.

Осевая подача шпинделя осуществляется от вала А7через передачи (27/81), (81/80) (включена муфта Мз), валы 1Хи XV, передачу (30/20), вал XVI, цилиндрическую пару (43/43) (муфта Мв шариковая предохра­ нительная), вал XIII, конические пары с круговыми зубьями (19/28), (42/32) и (24/79), вал VI, электромагнитную муфту Mj, передачу 48/40 и ходовой винт качения V с шагом /? = 10 мм. На конце винта V расположена тормозная муфта М-

Максимальная осевая подача шпинделя -5'тах = 900 х (27/81) х х(81/80) X (30/20) X (43/43) х (19/28) х (42/32) х (24/75) х (48/40) х 10 = =1600 мм/мин.

Поперечная подача подвижного стола осуществляется от вала XXII через цилиндрические пары (20/80), (43/65) при включенной электромагнитной муфте М^ и ходовой винт XXIII подача салазок с шагом/7 = 10 мм. Муфта Мю — тормозная. Со всеми ходовыми винтами жестко скреплены датчики положения.

Поворот стола происходит от вала XXII через передачи (20/80), (43/78), (включена муфта Мц), через зубчатые колеса (38/52), (52/52), вал АХКпередачи (38/38), (38/38), червячную пару 2/225. Для установки поворотного стола через 90° на салазках установлен индуктивный датчик, а на поворотном столе четыре репера (магнитопровода). Кон­ струкция реперов позволяет регулировать установку по углу в неболь­ ших пределах. При подходе в зону датчика стол перемещается на заранее заданной небольшой скорости.

Гидросистема станка осуществляет переключение механических ступеней главного привода, отжим подвижных органов станка, отжим инструмента в шпинделе, смазку отдельных узлов станка.

Механизм переключения скоростей главного привода (рис. 117) электрогидравлический с дистанционным управлением. В корпусе 3

202

По программе, заложенной в электросхеме, соответствующие гид­ рораспределители управления перебрасывают потоки масла, и гидро­ цилиндры посредством поводков переводят блоки зубчатых колес. На каждом гидроцилиндре закреплены поводки, в крайних положениях воздействующие на конечные выключатели, установленные в корпусе. При срабатывании конечньпс выключателей перевод блоков зубчатых колес завершается и подается команда на фиксирование данного расположения поводков.

Гидрораспределитель управления гидроцилиндром фиксатора сни­ мает давление в гидроцилиндре 1 фиксатора; пружина 2 перемещает штангу 9 вниз, пальцы 10 заходят за выступы упоров 7 поводков. Лепесток, закрепленный на штанге, действует на конечный выключа­ тель, который сигнализирует о завершении цикла переключения ско­ ростей.

Радиально-сверлильный станок с ЧПУ мод. 2М55Ф2. Станок пред­ назначен для бескондукторной и безразметочной обработки отверстий в крупных корпусных деталях, фланцах, кронштейнах и т. д. В авто­ матическом цикле на станке можно производить сверление, рассвер­ ливание, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы метчиком и подрезку торцов. Класс точности станка Н.

203

N=1,1 кВт

N=1,1 кВт

Рис. 118. Кинематическая схема координатного стола с ЧПУ КСУ53

Техническая характеристика станка. Наибольший диаметр сверле­ ния 50 мм; наибольшее расстояние от торца шпинделя до поверхности стола 970 мм; число частот вращения шпинделя — 21; пределы подач шпинделя 0,056—2,5 мм/мин.

Станок имеет позиционное устройство типа «Координата С-70» и работает от профаммы, записанной на перфоленте, осуществляя по­ зиционирование координатного стола по координатам А', Y', Z', авто­ матический цикл движения шпинделя, выбор инструментов и режимов резания. Переключение режимов резания и смену инструмента произ­ водит оператор вручную.

Компоновка станка, основные его узлы и кинематика в основном аналогичны базовому станку 2М5. Станок 2М55Ф2 оснащен коорди-

204

натным столом с ЧПУ (рис. 118), который осуществляет позициони­ рование одновременно по двум координатам. Размер рабочей поверх­ ности стола (ширина х длина) 630 х 800 мм; скорость быстрого хода стола и салазок 4 м/мин; время перемещения на медленном ходу составляет менее 3 с; точность позиционирования стола и салазок 0,063 мм.

Привод стола и салазок осуществляется от асинхронных электро­ двигателей Ml и М2 (N- 1,1 кВт) через однотипные редукторы, обеспечивающие быстрое перемещение рабочих органов, а затем мед­ ленное при подходе к заданной точке по программе. Быстрое переме­ щение осуществляется при включенной муфте Mi (М^) и отключенной муфте Л/г (Л/4), тогда движение от электродвигателя передается ходо­ вому винту качения с шагом/? = 10 мм через передачи (28/30), (25/41), (25/50). Медленное перемещение происходит при включенной муфте Л/з (МА) через червячные передачи (3/37), (2/36) и передачи (25/50). Торможение осуществляется электромагнитным тормозом. Цикл по­ зиционирования аналогичен рассмотренному в станке 2Р135Ф2 (см. выше). Подход к заданной точке производится при перемещении стола слева направо и от себя независимо от того, в какую сторону проис­ ходило перемещение на быстром ходу. На шариковых ходовых винтах установлены кодовые преобразователи.

3.6. ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внут­ ренних плоских, фасонных поверхностей, уступов, пазов, прямых и винтовых канавок, шлицев на валах, нарезание зубчатых колес и т. д.

Конструкции фрезерных станков многообразны. Выпускают уни­ версальные, специализированные и специальные фрезерные станки. Основными формообразующими движениями являются вращение фрезы (главное движение) и движение подачи, которое сообщают заготовке или фрезе. Приводы главного движения и подачи выполняют раздельно. Вспомогательные движения, связанные с подводом и отво­ дом заготовки к инструменту, механизированы и осуществляются от привода ускоренных перемещений. Основные элементы механизмов станков унифицированы. Основным параметром, характеризующим фрезерные станки общего назначения, является размер рабочей повер­ хности стола.

В общем случае фрезерные станки можно подразделить на две основные группы: 1) общего назначения или универсальные (верти­ кально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, продольно-фрезер­ ные); 2) специализированные и специальные (шлицефрезерные, шпоночно-фрезерные, карусельно-фрезерные, копировально-фрезер- ные и др.). По конструктивным особенностям эти станки подразделяют

205

Рис. 119. Фрезерные станки:

а — универсальный консольный горизонтально-фрезерный, б — широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный, в — широкоуниверсальный бесконсольно-фрезерный, г -т консольный вертикально-фрезерный, д — бесконсольный вертикально-фрезерный, е — бесконсольный горизон­ тально-фрезерный, ж — продольно-фрезерный, з — карусельно-фрезерный, и — барабанно-фрезер- ный

на консольные (стол расположен на подъемном кронштейне-консоли), бесконсольные (стол перемещается на неподвижной станине в про­ дольном и поперечном направлениях) и непрерывного действия (ка­ русельные и барабанные).

В единичном, мелко- и среднесерийном производстве наиболее распространены консольные фрезерные станки. Универсальный кон-

206

сольный горизонтально-фрезерный станок (рис. 119, а) имеет горизон­ тальный шпиндель 2 и вьщвижной хобот /, на который устанавливают серьгу J, поддерживающую оправку с фрезой, консоль 4 перемеща­ ется по направляющей стойки 5. На консоли расположены салазки 6 и стол 7.

Широко универсальный консольный горизонтально-фрезерный станок (рис. 119; б) помимо горизонтального шпинделя имеет шпин­ дельную головку 7, которая может поворачиваться на хоботе в двух взаимно перпендикулярньЕХ направлениях, благодаря чему шпиндель

сфрезой можно устанавливать под любым углом к плоскости стола и

кобрабатываемой заготовке. На головке 1 монтируют накладную головку 2, предназначенную для сверления, рассверливания, зенкерования, растачивания и фрезерования.

Консольный вертикально-фрезерный станок (рис. 119, г) имеет вертикальный шпиндель J, который размещен в поворотной шпин­ дельной головке 2, установленной на стойке 7. Бесконсольные верти­ кально- и горизонтально-фрезерные станки (рис. 119, д, ё), служащие для обработки заготовок крупногабаритньис деталей, имеют салазки 2 и стол J, которые перемещаются по направляющим станины 7. Шпин­ дельная головка 5 перемещается по направляющим стойки 6. Шпин­ дель 4 имеет осевые перемещения при установке фрезы.

Продольно-фрезерные станки (рис. 119, ж) предназначены для обработки заготовок крупногабаритных деталей. На станине /установ­ лены две вертикальные стойки 5, соединенные поперечиной 7 На направляющих стойках смонтированы фрезерные головки J с горизон­ тальными шпинделями и траверса (поперечина) 4. На последней установлены фрезерные головки 5с вертикальными шпинделями. Стол 2 перемещается по направляющим стоек 4.

Карусельно-фрезерные станки (рис. 119, з), предназначенные для обработки поверхностей торцовыми фрезами, имеют один или не­ сколько шпинделей J для чистовой и черновой обработки. По направ­ ляющим стойки 7 перемещается шпиндельная головка 2 Стол 4, вращаясь непрерывно, сообщает установленным на нем заготовкам вращение подачи. Стол с салазками 5имеет установочное перемещение по направляющим станины 6. Барабанно-фрезерные станки (рис. 119, и) используются в крупносерийном и массовом производстве. Заготов­ ки устанавливают на вращающемся барабане 2, имеющем движение подачи. Фрезерные головки 3 (для черновой обработки) и 7 (для чистовой обработки) перемещаются по направляющим стоек 4.

Широкоуниверсальный консольный горизонтально-фрезерный ста­ нок мод. 6Р82Ш. Станок служит для выполнения различных фрезерных работ, а также сверлильных и несложных расточных работ в заготовках из чугуна, стали, цветных металлов. Станок может работать в полуав­ томатическом и автоматическом режимах, что дает возможность мно­ гостаночного обслуживания. На рис. 120, 121, 122 показаны

207

Рис. 120. Общий вид станка мод. 6Р82Ш:

/, 22— рукоятки включения продольных перемещений стола, 2, 37 — рукоятки включения попереч­ ной и вертикальной подач стола, 3— пepeключateль ввода «включено-выключено», 4— переключа­ тель насоса охлаждения «включено-выключено», 5 — переключатель вращения горизонтального шпинделя «влево-вправо», б, 24— маховички ручного продольного перемещения стола, 7— рукоятка переключения скоростей горизонтального шпинделя, 8у 27— кнопка «стоп», 9, 26— кнопка «Пуск шпинделя», 10— стрелка указателя частоты вращения шпинделя, 11 — указатель частоты вращения шпинделя, 12, 25— кнопка «Быстро стоп», 13— кнопка «Импульс шпинделя», 14— переключатель освещения, /5—маховичок ручного перемещения хобота, 76—рукоятки переключения скоростей шпинделя поворотной головки, /7—механизм зажима серьги, /<?—механизм зажима поворотной головки, 19— маховичок вьщвижения гильзы шпинделя, 20— рукояггка зажима гильзы и шпинделя, 21 — звездочка механизма автоматического цикла, 22 — рукоятка включения продольной подачи стола, 23— механизм зажима стола, 28— переключатель ручного или автоматического управления стола, 29— маховичок ручных поперечных перемещений стола, J6?—лимб механизма поперечных перемещений стола, 31 — кольцо нониуса, 32 — рукоятка ручных вертикальных перемещений стола, JJ—кнопка фиксации фибка переключения подачи, J^^—грибок переключения подачи, 35 — указатель подачи стола, 36 — стрелка указателя подачи стола, 38 — рукоятка зажима салазок на направляющих консоли, J9—винт зажима хобота, ^(? — реверсивный переключатель направления вращения шпинделя накладной головки, 41 — переключатель управления «Автоматический цикл — ручное управление — работа с круглым столом», 42— рукоятка зажима консоли

соответственно общий вид, основные узлы и кинематическая схема этого станка.

Техническая характеристика станка. Размер рабочей поверхности стола (длина х ширина) 1250 х 320 мм; наибольшее перемещение стола: продольное — 800 мм, поперечное — 240 мм, вертикальное — 360 мм; число ступеней частот вращения шпинделя 18; пределы частот вращения шпинделя 31,5—1600 мин"^; число подач стола 18; пределы подач продольных и поперечных 25—1250 мм/мин, вертикальных — 416,6 мм/мин; размеры станка 2305 х 1950 х 1680 мм; масса 2830 кг.

Кинематика станка. Привод горизонтального шпинделя (главного движения) осуществляется электродвигателем Ml через зубчатые пе-

208

Рис. 121. Основные узлы станка 6Р82Ш:

редачи. Число ступеней частот вращения равно числу вариантов пере­ даточных отношений от электродвигателя до шпинделя, т. е. 3 х 3 х 2= = 18. Минимальная частота вращения Лщш = 1460 [ (27/53) х (60/38) х х(17/46) X (19/69) = 31,5 мин ; максимальная л^ах = 1460 х (27/53) х х(22/32) X (38/26) х (82/38) = 1600 мин-^.

Шпиндель поворотной головки приводится во вращение от элек­ тродвигателя М2 через зубчатые передачи. Число ступеней вращения 2 x 3 x 2 = 1 2 ; А2„^, = 1430 х (28/72) х (34/66) х (21/59) х (28/28) х (19/19)= = 1600 мин"^

Привод подач стола в поперечном и продольном направлениях осуществляется через зубчатые передачи от электродвигателя МЗ. Минимальная подача стола в указанных направлениях S.^^^ = 1430 х х(26/50) X (26/57) X (18/36) х (18/40) х (13/45) х (18/40) х (28/35) х (18/33) х х(33/37) X (18/16) X (18/18) х 6 = 25 мм/мин, ^«ах = 1430 х (26/50) х (26/57)х X (36/18) X (24/24) X (40/40) х (28/35) х (18/33) х (33/37) х (18/16) х (18/18) х х6 = 1250 мм/мин.

Ускоренная подача стола в продольном и поперечном направлениях S, = 1430 X (26/33) X (28/35) х (18/33) х (33/37) х (18/16) х (18/18) х 6 = =3000 мм/мин.

Максимальная подача стола в вертикальном направлении ^в.шх = =1430 X (26/50) X (26/57) х (36/18) х (24/34) х (40/40) х (28/35) х (18/33) х х(22/33) X (23/46) X 6 = 1000 мм/мин.

Основные узлы и механизмы станка. Хобот 5, в котором смонтиро-

209