2.1.2. Шпиндели токарных станков с резьбовыми базами (схема 5)
Некоторые токарные станки имеют шпиндель, одна из базовых поверхностей которого выполнена в виде метрической, трапецеидальной или прямоугольной резьбы (рис. 6). Основное назначение резьбы – закрепление приспособления, а также передача на него крутящего момента, достаточного для преодоления сил резания (базовая точка 6 на рис. 6). Так как резьбовая поверхность даже достаточно высокого класса точности не обеспечивает посадку с минимальным зазором, то основной базовой поверхностью является цилиндрическая ступень шпинделя, выполняемая по 4…5-му квалитетам. Упорной базой служит торец.
Рис. 6. Схема базирования приспособлений на шпинделе токарного станка с резьбовой базой (базовые точки указаны по вспомогательным базам шпинделя)
Крепление приспособления с помощью резьбового участка шпинделя имеет существенный недостаток – передача крутящего момента эффективна только при вращении в направлении «затяжки» резьбы. Для возможности передачи момента (осуществления резания) при обратном вращении приспособление должно иметь элементы фиксации: стопорные винты, штифты, контргайки, разрезные (стяжные) гайки и т.п. Однако, передаваемый обратный крутящий момент ограничен и оговаривается в технических характеристиках станка. Как правило, шпиндели с резьбовыми базами имеют и дополнительную базу в виде внутреннего метрического конуса или конуса Морзе.
2.1.3. Шпиндели токарных одно- и многошпиндельных прутковых автоматов
Базирование и закрепление заготовок в виде прутков в токарных автоматах осуществляется цангами, что обусловливает конструктивные особенности базовых поверхностей шпинделей. Наиболее существенно отличие способов установки цанг для автоматов различных габаритов (легких и тяжелых).
В легких прутковых автоматах – фасонно-отрезных, фасонно-продольного точения, револьверных и многошпиндельных – цанги устанавливаются непосредственно в базы шпинделя (схемы 7 и 8 рис. 3), выполненные в виде несамотормозящегося конуса (угол конуса 30о) и цилиндрического направляющего участка, которые суммарно обеспечивают пять базовых точек. От проворота цанги (для передачи крутящего момента) в шпинделе предусматриваются шпонки или штифты на одной из базовых поверхностей – конической или цилиндрической. Шпонка на конусе шпинделя фиксирует цангу по ее лепестковому разрезу (пазу). Для фиксации по цилиндрическому участку цанги имеют шпоночный паз.
В тяжелых прутковых автоматах (диаметр прутка более 40 мм) базы выполнены в виде высокоточных цилиндрической ступени отверстия шпинделя (схема 9 рис. 3), внутреннего торца и резьбового участка, предназначенных для установки промежуточных сменных втулок для цанг.
2.1.4. Шпиндели токарных одно- и многошпиндельных горизонтальных полуавтоматов
Отличительная особенность этих полуавтоматов заключается в возможности обработки штучных заготовок различного вида и формы: поковок, отливок, проката (отрезанного от прутка). Поэтому в таких полуавтоматах могут использоваться схемы обработки в кулачковых и цанговых патронах.
Для токарных полуавтоматов также характерна зависимость вида базовых поверхностей шпинделя от габаритов станка (обрабатываемых заготовок). В более крупных автоматах шпиндели выполняются с фланцевыми концами, аналогичными токарно-винторезным станкам (см. п. 2.1.1). В полуавтоматах меньшего габарита используется более простая фланцевая конструкция по схеме 6 рис. 3 с комбинацией внутренних баз как у прутковых автоматов (схемы 7, 8 или 9).
Фланцевое базирование по схеме 6 осуществляется по торцовой плоскости шпинделя (установочная база) с центрированием по наружному цилиндру фланца (двойная направляющая база). Крепление производится по резьбовым отверстиям во фланце шпинделя винтами через отверстия в патроне.
При обработке в полуавтоматах штучных заготовок из калиброванных прутков различного профиля для повышения точности используются схемы базирования в цангах, аналогичные схемам прутковых автоматов.
В одношпиндельных полуавтоматах зажим-разжим приспособления производится вручную или механизированным приводом – вращающимся пневмоцилиндром или гидроцилиндром, электромеханическим устройством.
Многошпиндельные горизонтальные полуавтоматы выполняются на конструктивной базе соответствующих прутковых автоматов и в них, как правило, сохранены механические кулачковые приводы зажима-разжима цанг, которые используются для привода автоматических кулачковых патронов и специальных приспособлений.