Кинематическая схема и передачи станков

Кинематические цепи станка служат для передачи и преобразования движений и состоят из отдельных звень­ев кинематических пар (винта с гайкой, рейки с зубча­тым колесом и т. д.).

Кинематическая схема станка — это условное изо­бражение кинематических цепей его в плоскости черте­жа. На схеме показывают, в какой последовательности расположены кинематические пары, взаимосвязь отдель­ных элементов и механизмов станка, а также данные об электродвигателе, диаметре шкивов, числах зубьев зуб­чатых колес и др. С помощью кинематической схемы можно делать расчеты по настройке кинематических це­пей станка. Для электрических, гидравлических и пнев­матических цепей устройств дополнительно составляют электрические, гидравлические и пневматические схемы.

В качестве примера на рис. 367 показана кинемати­ческая схема станка модели 1К62.

Кинематическая цепь главного движения связыва­ет вал электродвигателя со шпинделем станка.

Движение от асинхронного короткозамкнутого флан­цевого электродвигателя N=20 кВт (п=1450 об/мин) передается пятью клиновыми ремнями через шкивы 142—254 (цифры на схеме у шкивов и зубчатых колес обозначают диаметры шкивов и числа зубьев колес) ва­лу / коробки скоростей. Два (левый и правый) много­дисковых фрикциона, управляемых муфтой М_и служат соответственно для включения прямого и обратного вра­щения шпинделя. При левом положении муфты М\ пере­ключение подвижного двойного блока Б\ на валу II и тройного блока Б₂ на валу III позволяет получить на пос­леднем шесть различных чисел оборотов. Их можно не­посредственно передать шпинделю станка вал VI, если блок Б$ смещен влево и сцепляются зубчатые колеса 65—43, либо через перебор, когда блок Б_ъ смещен впра­во. При этом движение от вала /// передается валу V через подвижные блоки Б₃ и Б₄ и далее шпинделю стан­ка через блок Б₃, зубчатые колеса 27—54. При различ­ных положениях блоков Б_ъ и Б₄ получают три различ­ных передаточных отношения 1,^lU, Vi6- Если учесть, что на валу III можно получить шесть различных чисел обо­ротов, то через перебор шпиндель получает 18 различ­ных чисел оборотов, а всего двадцать четыре в диапа­зоне от 12,5 до 2000 об/мин.

Движение подачи передается от шпинделя станка че­рез блок Б₆ (при его левом положении) и зубчатые коле­са 60—60 валуVII. Если блок Б₆ переместить в правое положение, движение передается от шпинделя по цепи главного движения через перебор и от вала III переда­ется валу VII парой зубчатых колес 45—45. В этом слу­чае в зависимости от передаточного отношения перебора величина подачи и шаг резьбы увеличивается в 2; 8 и 32 раза.

Для изменения направления движения резца при на­резании резьбы применяют реверсивный механизм, по­зволяющий получить две скорости правого вращения

t=J2nn

N= fкВт \ WO oo/мин ф!47

jfrgO б7 28$236.44

'20 4-хзахо&чыа^ '• //eS/I'll mk

N=10 кВт

-л to

п=1Ше$1тн

Рис. 367. Кинематическая- схема токарно-винторезного станка

при крайнем левом и среднем положениях блока Б₇ и од­ну скорость левого вращения при правом положении блока Б₇.

Коробке подач движение передается от вала VIII че­рез гитару со сменными блоками зубчатых колес С\ и С₂. Обычно (в положении, показанном на схеме) движение передается через зубчатые колеса 42—95—50. Для на­резания модульных, торцовых и особо точных резьб ис­пользуют другие наборы сменных колес.

От коробки подач движение передается ходовому винту для нарезания резьб или ходовому валику для ме­ханических подач.

От ходового винта через гайку, закрепленную в фар­туке станка, суппорт получает движение-для нарезания резьбы.

От ходового валика через механизм фартука станка движение передается реечному зубчатому колесу, кото­рое катится по неподвижно закрепленной на станине станка рейке и сообщает суппорту механическое движе­ние подачи.

Для ускоренного перемещения суппорта используют вспомогательный электродвигатель.

Станок имеет 48 продольных подач — от 0,075 до 4,46 мм/об и столько же поперечных — от 0,038 до 2,23 мм/об и позволяет нарезать практически все виды резьб.

Передачей называется механизм, передающий движе­ние от одного элемента кинематической цепи станка к другому или преобразующий один вид движения в дру­гой.

В металлорежущих станках применяют ременные пе­редачи с плоскими и клиновидными ремнями, цепные пе­редачи с цепью и двумя звездочками, зубчатые с цилин­дрическими колесами, когда оси их параллельны, и кони­ческими или винтовыми, если оси их перекрещиваются, и др.

Для получения больших передаточных отношений ис­пользуют червячные передачи, которые состоят из чер­вяка и червячного колеса. Передаточное отношение чер­вячной передачи равноi=K/Z,(К—число заходов чер­вяка; Z — число зубьев червячного колеса).

Для преобразования вращательного движения в по­ступательное применяют реечные, винтовые, кривошип- но-шатунные и кулисные передачи и механизмы.

Если число зубьев реечного колеса равно Z и модуль его т мм, то за п оборотов колеса рейка пройдет путь S=ntnZnмм.

Для винтовой передачи за п оборотов винта с шагом tмм гайка пройдет путьS=tnмм.

Количественно передача характеризуется передаточ­ным отношением.

Передаточным отношением называется число, пока­зывающее, во сколько раз число оборотов ведомого вала больше или меньше числа оборотов ведущего вала:i=* =n₂/ni.

Передаточное отношение можно также выразить че­рез отношение чисел зубьев колес или диаметры шкивов кинематической пары:

i = njti\ — Zx/Zjj = djd₂,

где Z_xиd₁— число зубьев зубчатого колеса или дм а* метр шкива ведущего звена; Z₂и cfe — то же, для ведо­мого звена.

Глава 3

ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ

Токарные станки получили наибольшее распростра­нение и составляют около 50% станочного парка маши­ностроительных заводов. Они предназначены для обра­ботки наружных и внутренних поверхностей тел враще­ния (цилиндрических, конических, фасонных), для обра­ботки плоских поверхностей (подрезки торцов) и наре­зания резьбы.

На станках этой группы основным инструментом яв­ляются резцы. Для обработки отверстий используются также сверла, зенкеры, развертки. Для нарезания резь­бы применяют метчики и плашки. У всех станков токар­ной группы различают два движения: вращательное дви­жение заготовки (движение резания) и поступательное движение инструмента (движение подачи), обеспечива­ющее непрерывность процесса резания.

В зависимости от конфигурации и размеров загото­вок, характера производства различают следующие ти­пы станков токарной группы:

.1. Токарные и токарно-винторезные станки для всех основных токарных работ в условиях единичного и мел­косерийного производства.

2. Карусельные и лобовые станки для обработки за­готовок больших размеров.

3. Револьверные станки, токарные и токарно-револь- верные автоматы и полуавтоматы для обработки заго­товок сложной конфигурации в крупносерийном и мас­совом производстве.

4. Многорезцовые токарные станки для обработки заготовок одновременно несколькими резцами в крупно­серийном и массовом производстве.

Токарно-винторезные станки

Общий вид универсального токарно-винторезного станка 1К62 показан на рис. 368. Станок состоит из сле­дующих узлов.

Рис. 368. Токарно-винторезный станок 1К62

 

Станина VIII, на которой смонтированы прочие узлы станка, установлена на передней / и задней VI тумбах, которые крепятся к фундаменту.

По направляющим станины перемещаются салазки суппорта IV и задняя бабка V.

Передняя (шпиндельная) бабка II с коробкой ско­ростей крепится на левом конце станины и служит для закрепления заготовки и придания ей вращательного движения с различными числами оборотов.

ШпиндельIII—это последний в скоростной кинема­тической цепи вал коробки скоростей. Передний конец его имеет коническое отверстие, в которое устанавлива­ют центр (для работы в центрах), и резьбу на наружной поверхности, на которую навинчивают кулачковый или поводковый патрон для закрепления обрабатываемых заготовок.

Шпиндель изготавливают полым для размещения в нем обрабатываемого прутка.

Коробку подач IX крепят к лицевой стороне стани­ны. Она обеспечивает получение необходимой величины подачи или шага нарезаемой резьбы.

Суппорт IV служит для сообщения резцу движения,подачи. Нижняя часть суппорта, называемая продоль­ными салазками или кареткой, движется по направля­ющим станины при продольной подаче. На ней распо­ложены поперечные салазки, которые перемещаются перпендикулярно оси вращения заготовки при попереч­ной подаче. На поперечных салазках расположен верх­ний поворотный суппорт с резцедержателем.

Фартук VII крепят к каретке суппорта. В нем распо­ложен механизм, при помощи которого вращательное движение, передаваемое от шпинделя к ходовому вали­ку или ходовому винту, преобразуется в поступательное прямолинейное (продольное или поперечное) движение суппорта. В нем монтируются устройства для включе­ния поперечной или продольной подачи, движения для нарезания резьбы, а также ускоренного перемещения суппорта.

Задняя бабка V служит для поддержания обрабаты­ваемой заготовки при работе в центрах. Используется также для закрепления сверл, зенкеров и других инст­рументов для обработки отверстий. Для этого в пиноли задней бабки имеется конусное отверстие. Достоинст­вом станка 1К62 является наличие у задней бабки уст­ройства— сцепки для соединения ее с суппортом и осу­ществления механической подачи.

Станок управляется рукоятками, для изменения чис­ла оборотов шпинделя 1, 3 для реверсирования шпинде­ля при нарезании резьбы 2, для включения фрикцион­ной муфты 6, для ручной продольной и поперечной подач б, 4, для изменения величины подач 7, 8.

Наладка и настройка токарного станка. Наладкой станка называют все подготовительные работы, связан-
^ные с выполнением заданной операции (установка ин­струментов, приспособлений, заготовки и др.).

Резцы крепят в резцедержателе так, чтобы их верши­на находилась на высоте оси заготовки (линии центров станка), а вылет составлял не более чем 1,5 высоты стержня-державки.

Заготовки закрепляют с помощью универсальных и специальных приспособлений (рис. 369).

На рис. 369, а по­казан пример обработ­ки длинного (нежест­кого) гладкого вала в центрах с помощью поводкового патрона и хомутика, закреплен­ного на заготовке. Для увеличения жесткости вал опирается на лю­нет.

Рассмотрим конст­рукции центров. Про­стой упорный центр (см. рис. 369, б) ис­пользуется при нали­чии в торце заготовки центрового отверстия; обратный (см. рис. 369, е) — если центро­вого гнезда нет, риф­леный и грибок (см.

Рис. 369. Приспособления и принадлежио- QRQ \ п

сти токарных станков рис. оиу,z)предназна­

чены для закрепления полых заготовок.

Тонкостенные заготовки закрепляют на разжимных оправках (см. рис. 369, (5). При высоких скоростях реза­ния используют вращающиеся центры и центры с нако­нечником из твердого сплава.

Если у заготовки требуется обработать отверстие или если она короткая, ее закрепляют в патроне, уста­новленном на переднем конце шпинделя (см. рис. 369, е).

Трехкулачковый самоцентрирующий патрон (см. рис. 369, е) имеет три кулачка, которые одновременно перемещаются по радиальным пазам, что позволяет не
только зажимать, но и центрировать заготовки цилин­дрической формы.

Четырехкулачковый патрон (см. рис. 369, ж) поз­воляет закреплять и центрировать заготовки несиммет­ричной формы. Каждый кулачок перемещается незави­симо.

При наружной обработке тяжелых и длинных заго­товок их закрепляют одним концом в патроне, а другой конец поддерживается центром, установленным в пино- ли задней бабки.

На токарном станке отверстия можно обрабатывать также сверлами, зенкерами, развертками, установлен­ными в пиноли задней бабки, с ручной или с механичес­кой подачей.

Настройка станка заключается в приведении его ки­нематических цепей в соответствии с заданным режимом резания.

Токарные работы разделяются на черновые, при ко­торых удаляют основную часть припуска, и чистовые, которые придают заготовке окончательную форму, раз­меры и чистоту поверхности.

Наиболее часто на токарных станках проводят рабо­ты, схемы которых показаны на рис. 370.

Обтачивание (рис. 370, а) — обработка наружных цилиндрических поверхностей черновыми проходными прямыми 1, 2, отогнутыми 3, 4, правыми 1, 3 или левыми 2, 4 резцами, чистовыми прямыми 5, отогнутыми 6 и ши­рокими 7 резцами.

Подрезание торца (см. рис. 370, б) выполняют про­ходным упорным 1, проходным отогнутым резцом 2 или подрезными резцами 3, 4.

Чаще всего торцовые поверхности подрезают, от пе­риферии к центру. При подрезании буртиков и уступов проходным и упорным резцом работают как с продоль­ной, так и с поперечной подачей.

При подрезании правого торца заготовки исполь­зуют срезанный центр.

Отрезание выполняют отрезным резцом (см. рис, 370, е). Он имеет длинную узкую головку для того, что­бы экономить металл по ширине резца. Однако с умень­шением ширины режущей части снижается жесткость и прочность резца. Для заготовок диаметром 30—50 мм ширина режущей части резца составляет 3—5 мм.

Для лучшего отвода стружки на передней поверхнос­ти резца затачивается лунка. Для уменьшения трения на боковых сторонах затачивают вспомогательные углы в плане,
. Отверстия большого диаметра, ступенчатые, сквоз­ные I? глухие обрабатывают растачиванием (см. рис. 870, г) расточными резцами.

Фасонные поверхности обрабатывают специальными фасонными резцами (см. рис. 370, д) с поперечной пода­чей суппорта. Фасонные поверхности обрабатывают так­же с помощью копировальных механических или гидрав­лических устройств.

Обработку длинных и пологих наружных конусов с уклоном до 8° (см. рис. 370, е) осуществляют смещением задней бабки в поперечном направлении,величина сме­щения определяется из выраженияh= (D—d)L/2l.

Для обработки коротких наружных и внутренних ко­нусов (см. рис. 370, ж) используют поворот верхней ча­сти суппорта на угол а, величину этого угла определяют из выражения

а =я arctg [(D —d)/2tl,

Нарезание резьбы проводят резьбовыми наружными Ч или внутренними 2 резцами (см. рис. 370, з). Угол в плане при вершине резьбового резца должен соответст­вовать углу профиля нарезаемой резьбы. Винтовую ка­навку прорезают за несколько проходов.

Подача резца на глубину резания осуществляется либо перпендикулярно оси изделия при чистовой обра­ботке, либо параллельно правому режущему лезвию рез­ца при повороте резцедержателя на половину угла в плане при вершине резца при черновой обработке.

При нарезании стандартных резьб станок настраива­ют с помощью коробки подач. Для нарезания точных и нестандартных резьб используют набор сменных зубча­тых колес.

Настройка станка на нарезание резьбы и заключает­ся в обеспечении условия, при котором за один оборот шпинделя суппорт с резьбовым резцом перемещается на величину, равную шагу нарезаемой резьбы.

ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЕ СТАНКИ

Эти станки отличаются от универсальных, токарно- вииторезных тем, что имеют вместо задней бабки про­дольный суппорт с револьверной головкой, в которой в определенной последовательности закрепляют различ­ные инструменты, Станки предназначены для обработки

47—481
заготовок сравнительно сложной формы при использо­вании большого количества инструментов. Можно обра­батывать детали из пруткового проката, а также литые, кованые и штампованные заготовки.

Благодаря большой степени механизации вспомога­тельных движений, снижению затрат времени на смену инструмента, одновременной работе нескольких инстру-

Рис. 371. Токарно-револьверный станок

 

ментов револьверные станки более производительны, чем токарные, однако сложность наладки оправдывает их использование лишь в серийном производстве.

По конструкции револьверные станки подразделяют на две группы: с вертикальной осью револьверной го­ловки, чаще всего шестигранной, и с горизонтальной осью, как правило, с круглой головкой.

Общий вид токарно-револьверного станка с верти­кальной осью револьверной головки показан на рис. 371.

Поворотная револьверная головка 1 смонтирована на продольном суппорте и вместе с ним совершает поступа­тельное движение, ускоренное для подвода и отвода ин­струмента, и рабочее движение подачи в процессе ре­зания.

После окончания обработки одним инструментом ре­вольверная головка вместе с продольным суппортом воз­вращается в исходное положение и поворачивается для включения в работу следующего инструмента. Станок снабжен настраиваемыми упорами, которые ограничива­ют перемещение продольного суппорта с револьверной головкой и поперечного суппорта 2.

На рис. 372 показан пример наладки револьверного станка 1П365 на изготовление детали за две установки, т. е. сначала обрабатывают часть поверхностей, а затем заготовку закрепляют за обработанную часть и обраба­тывают остальные поверхности.

Установка А. Заготовку закрепляют в трехкулачковом патроне по цилиндрической поверхности ступицы.

Переход 1. Подрезание торца проходным отогнутым резцом с поперечного суппорта.

Переход 2. Зацентровка заготовки специальным сверлом, за­крепленным в приспособлении на 1-й грани револьверной головки.

Переход 3. Сверление отверстия сверлом со 2-й грани револь­верной головки.

Рис. 372. Схема наладки такарно-револьверного станка

 

Переход 4. С 3-й грани револьверной головки с помощью спе­циального приспособления осуществляют рассверление отверстия, обтачивание наружной поверхности ступицы и снятие фаски.