Обработка деталей на токарных одношпиндельных автоматах: инновационный аспект (стр. 3 из 7)
Многорезцовые полуавтоматы (мод. 1А730 и 1А720) по компоновке соответствуют обычным токарным станкам, но отличаются наличием двух суппортов: переднего или продольного и заднего или поперечного. Они предназначены для токарных работ при установке заготовки в центрах; или патроне. На них обрабатываются цилиндрические и торцовые поверхности несколькими резцами в каждом суппорте. Их рационально используют в массовом и крупносерийном производстве для обработки многоступенчатых валов, поршней, шкивов, блоков зубчатых колес и других деталей. Настройка частоты вращения шпинделя и подач суппортов осуществляется с помощью специальных колес. Жесткая конструкция станка позволяет вести многорезцовую обработку инструментами с твердосплавным лезвием.
Копировальные полуавтоматы (мод. 1712, 1722) позволяют вести обработку ври меньших мощностях привода, так как основной профиль обрабатывается всего одним-двумя резцами. Полуавтомат имеет гидравлический привод для перемещения суппортов и зажима заготовки, а также гидрокопировальное устройство для воспроизведения профиля детали по копиру. Кроме копировального верхнего суппорта, имеется один-два нижних поперечных суппорта для прорезания канавок и подрезки торцов (рис. 100).
Компоновка этих полуавтоматов существенно отличается от компоновки многорезцовых: суппорты расположены почти вертикально (под углом 75° к горизонтальной плоскости), что облегчает обзор зоны обработки, встраивание полуавтомата в автоматическую линию и оснащение его автоматическим загрузочным устройством.
Третья разновидность одношпиндельных полуавтоматов – многорезцово-копировальные (мод. 1708, 1713) – характерна наличием лучших признаков предыдущих двух видов полуавтоматов. Здесь копирование может вестись с одного-двух верхних копировальных суппортов, независимо каждым от своего копира, а поперечные один-два суппорта также могут действовать независимо многими резцами. К характерным узлам полуавтомата относится прежде всего гидрокопировальный суппорт.
Рассмотрим работу суппорта на примере гидрокинематической схемы копировального полуавтомата 1722 (рис. 101).
Заготовка 13, установленная в центрах, приводится во вращение от электродвигателя 1 через коробку скоростей 2. Верхний копировальный суппорт 8 с резцом получает продольное перемещение от гидроцилиндра 3, рабочая жидкость к которому поступает по магистрали 5. Одновременно с суппортом начинает двигаться и соединенный с ним корпус следящего золотника 6. Щуп 9 золотника, одинаковой формы с резцом, постоянно прижат пружиной к копиру 10, соответствующему профилю детали. Движение по горизонтальному участку копира не нарушает равновесия в гидроцилиндре 7, перемещающем в поперечном направлении s1 копировальный суппорт.
Снижение или подъем профиля копира вызывают соответствующее перемещение щупа золотника относительно его корпуса. При этом жидкость из трубопровода 5 начинает поступать в полость над или под поршнем цилиндра 7, что приводит к перемещению суппорта по вертикали. Суппорт и корпус золотника жестко связаны и стремятся переместиться до равновесного положения, показанного на рисунке. Вытесняемая из цилиндра и золотника жидкость сливается через трубопровод 4 в бак. Режущая вершина резца получает движение вдоль оси детали Sпрод. или перпендикулярно к ней Sl, либо сложное движение S. Это обеспечивает перемещение резца по любому контуру.
Поперечные суппорты 11 и 12 работают от копиров, перемещаемых гидроцилиндром. Гидросистема привода поперечного суппорта осуществляет его возвратно-поступательное перемещение. Управление ее работой осуществляется для выполнения таких команд, как удержание суппорта в исходном положении, ускоренный подвод суппорта к заготовке, ускоренный отвод в исходное положение.
Гидросистема зажима заготовки пинолью задней бабки управляется от руки золотником-пилотом.
Основные узлы, рабочие движения токарно-револьверного одношпиндельного автомата и выполняемые на нем работы. Отечественная станкостроительная промышленность выпускает одношпиндельные токарно-револьверные автоматы для обработки заготовок из прутка и штучных заготовок, с размером прутка круглого 12, 18. 25, 36, 40 мм, шестигранного 10, 15. 20, 30, 34 мм и квадратного 8, 13, 17, 25, 27 мм. Размер круглого прутка отражен в обозначении модели: 1Д118, 1Б125, 1Б140 и т.д. Конструкции этих автоматов имеют значительное подобие.
Рассмотрим автомат мод. 1Б140 (рис. 102), предназначенный для изготовления в массовом и крупносерийном производстве деталей, требующих обтачивания, подрезания торцов, сверления, зенкерования, нарезания резьбы и т.п. Загрузка нового прутка длиной до 3000 мм осуществляется вручную, а в процессе работы автомата подача и зажим прутка, как и другие холостые и рабочие ходы, осуществляются автоматически.
Револьверная головка 5 с шестью гнездами для инструментов имеет горизонтальную поперечную ось поворота в револьверном суппорте 7. Суппорт имеет продольную рабочую подачу Sп и может быстро отводиться от заготовки после завершения перехода обработки для смены инструмента в гнезде путем поворота головки на 1/6 часть оборота.
С четырех суппортов – двух горизонтальных 1 и двух вертикальных 4 – можно обрабатывать заготовки с поперечной подачей Sпоп. На переднем горизонтальном поперечном суппорте 1 расположен продольный суппорт, который может перемещаться под углом до 90° к направлению движения переднего суппорта. Вращательное движение резания получает заготовка 2, зажатая в цанговый патрон и проходящая внутри шпинделя. Привод шпинделя осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу и коробку скоростей с электромагнитными муфтами. Автоматическое изменение частоты вращения шпинделя осуществляется командным аппаратом через электромуфту и муфту обгона в коробке скоростей. Точение и сверление на автомате производится при левом вращении шпинделя.
Все целевые узлы и механизмы станка управляются от вспомогательного вала (с задней части станка) и распределительного вала, приводимых во вращение от отдельного электродвигателя через червячную пару. При настройке вращение осуществляется от маховика 8. Автомат оснащен системой циклового программного управления, позволяющей программировать частоту вращения шпинделя, включение электродвигателя привода приспособлений и торможение шпинделя.
Обработка деталей ведется с револьверного и поперечных суппортов. По ходу технологической операции необходимо: подать пруток до упора и зажать его, менять в рабочей позиции инструмент револьверной головки, осуществлять резание инструментом револьверного и поперечного суппортов и отводить их после выполнения обработки, реверсировать шпиндель станка и т.п. Для осуществления этих действий автомат имеет соответствующие механизмы и устройства, а также вспомогательный и распределительный валы. По кинематической схеме (рис. 103) проследим работу цепи привода вращения вспомогательного VII и VIII и распределительного XV и XVI валов от отдельного электродвигателя М2 через червячную передачу на вал VI и муфту 72. Выключение этой муфты позволяет вращать вспомогательный вал VII и VIII вручную маховиком 30, что необходимо при настройке станка. Постоянная частота вращения этого вала 2 об/с.
От червячной передачи 24 – 25 вращение получает командный аппарат 26, управляющий направлением и частотой вращения шпинделя путем переключения электромагнитных муфт в коробке скоростей и включением электродвигателя МЗ привода специальных приспособлений в одной из позиций револьверной головки.
Муфты 73 и 74 управляют барабанами 92 и 86 механизмов подачи и зажима прутка. Чтобы обеспечить эти действия (один раз за время обработки одной заготовки), муфты при включении их от упоров на барабанах 79 и 81 делают точно один (муфта 73) или точно два (муфта 74) оборота. На поворачивающихся барабанах 92 и 86 имеются профилированные пазы, перемещающие рычаги, которые приводят в соответствующее осевое согласованное движение обе цанги – подающую пруток и зажимную.
Звездочка 55 цепной передачи 23 – 55 приводит в движение шнековый транспортер для уборки стружки.
Муфта 75 при включении от упора на барабане 80 распределительного вала делает точно два оборота. При этом по цепочке колес 36–37–38 –39–40 через мальтийский механизм 41–42 произойдет поворот револьверной головки на 1/6 оборота для введения в рабочую позицию нового инструмента или набора инструментов в державке.
Через муфту получает вращение вторая часть вспомогательного вала – вал VIII с маховиком 30 и колесами 31 и 52. От них распределительные валы – поперечный XV и продольный XVI – могут «получать» медленное рабочее (от колеса 32) или быстрое холостое (от колеса 31) вращение.
На поперечном распределительном валу XV расположены: кулачок 93 продольной подачи револьверного суппорта, червяк 45, барабан 90 приемного лотка готовых деталей и барабан 91, управляющий муфтой 76 частоты вращения распределительного вала.
На продольном распределительном валу XVI, кроме упомянутых элементов, расположены (слева направо): цилиндрический кулачок 78 подачи продольного суппорта и четыре дисковых кулачка 82 – 85 поперечной по дачи четырех суппортов. На период подачи прутка и его зажима может подводиться от кулачка 88 на валу XVIII качающийся упор. Он используется для установки жесткого упора при отсутствии свободной позиции револьверной головки.