Токарные станки

                                                                Лекция №9

   Токарные станки, классификация. Токарно – винторезный станок 16К20, кинематика при точении и нарезании резьбы. Токарно – револьверные станки, классификация, компоновки. Станок 1А136, кинематика.

ТОКАРНЫЕ СТАНКИ.

     На станках токарной группы обрабатывают детали типа валов, дисков и втулок.          Осуществляется обтачивание наружных цилиндрических поверхностей, торцов и уступов, прорезание канавок (тела вращения), отрезка, растачивание отверстий (цилиндрических, конических и фасонных), обтачивание конических и фасонных поверхностей, сверление, зенкерование, развертывание отверстий, нарезание наружной и внутренней резьбы резцом, нарезание резьбы метчиком и плашкой, вихревое нарезание резьбы, накатывание рифленых поверхностей.

    Главным движением, определяющим скорость резания, является вращение шпинделя, несущего заготовку. Движением, определяющим величины продольных и поперечных подач, является движение суппорта, в котором закрепляют резцы, а при обработке концевым инструментом движение подачи получает задняя бабка станка.

     Токарные станки, делятся на универсальные и специализированные.

  Универсальные станки предназначены для выполнения самых разно­образных операций: обработки наружных и внутренних цилиндрических, конических, фасонных и торцовых поверхностей; нарезания наружных и внутренних резьб; отрезки, сверления, зенкерования и развертывания от­верстий.

   На специализированных станках выполняют более узкий круг операций, например обтачивание гладких и ступенчатых валов, прокатных валков, осей колесных пар железнодорожного транспорта, различного ро­да муфт, труб и т. п.

   Универсальные станки подразделяются на токарно-винторезные и токарные. Токарные станки предназначены для выполнения всех токарных операций, за исключением нарезания резьбы резцами.

Рекомендуемые материалы

КЛАССИФИКАЦИЯ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ. 

 

1. Автоматы и Полуавтоматы. (Одношпиндельные).

2. Автоматы и Полуавтоматы. (Многошпиндельные).

Токарные автоматы и полуавтоматы используют в массовом и крупносерий­ном производствах для обработки заготовок сложной формы — из прутка и штучных заготовок. Зажим прутка осуществляют цанговыми патронами, а штучных заготовок (большие по разме­рам, литье, поковки) — универсаль­ными кулачковыми патронами. Детали на этих станках обрабатывают многими инструментами, которые устанавливают на суппорте револьверной головки и в специальных приспособлениях (свер­лильных, резьбонарезных и др.).

Высокая производительность этих станков достигается полной автомати­зацией рабочих и холостых ходов и их частичным  совмещением,   и многостаночным обслуживанием.

ЧЕТЫРЕХШПИНДЕЛЬНЫЙ ТОКАРНЫЙ АВТОМАТ МОДЕЛИ 1265-4

Общая характеристика станка

Назначение станка. Автомат предназначен для токарной обра­ботки из пруткового материала крепежных деталей, частей арма­туры и сравнительно небольших фасонных деталей в условиях крупносерийного и массового производства.

Техническая характеристика станка:

Основные узлы станка. А — направляющие трубы с поддерживающими стойками; Б — шпиндельный блок; В — стани­на; Г — радиальные суппорты; Д — резьбонарезной шпиндель; Ч — привод станка; Ж — продольный суппорт.

Органы управления. 1 — кнопка включения подачи прутка; 2 — рукоятка выключения поворота блока шпинделей; 3 — руко­ятка включения подачи; 4 — кнопочная станция наладочного при­вода; 5 — хвостовик для ручного проворота распределительного вала; 6 — рукоятка включения транспортера для отвода стружки; 7 — передний пульт управления.

Общий вид четырехшпиндельного токарного автомата модели 1265-4.

3. Револьвер­ные.

Токарно-револьверные станки применяют в серийном производстве для обработки деталей из прутков или из штучных заготовок. На этих станках можно выполнять все основные токарные операции.

Токарно-револьверный станок мод. 1А341. Станок является универ­сальным. На нем можно производить многоинструментную наладку для течения, сверления, растачивания, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и других операций. Особенностью станка является наличие коман-доаппарата с шестью кулачками, которыми при движении или повороте револьверной головки действуют на конечные выключатели, управляющие электромагнитными муфтами. Командоаппарат служит для предваритель­ного набора и автоматического управления частотами вращения шпинде­ля, подачами револьверной головки и периодическим поворотом ее в нуж­ную позицию по заданной программе. Кроме того, станок имеет гидравлический механизм подачи и зажима прутка, копировальную линей­ку для обработки конических поверхностей и резьбонарезное устройство.

Техническая характеристика станка:

Общий вид станка с органами управления на стани­не 1 закреплены передняя бабка 4 с механизмом главного движения и ко­робка подач 2. По продольным направляющим станины может переме­щаться револьверный суппорт 6 с револьверной головкой 5. Командоаппа­рат с барабаном упоров 8 и конечными выключателями имеет общую ось вращения с револьверной головкой. Рукоятками 3 переключают подвижные блоки в коробках скоростей и подач. Штурвалом 10 перемещают по напра­вляющим станины револьверный суппорт. Маховичок 9 служит для ручно­го поворота револьверной головки. В электрошкафу 7 размещено электро­оборудование станка.

Токарно-револьверный станок мод. 1А341.

4. Сверлильно-отрезные станки.

5. Токарно-карусельные станки.

Токарно-карусельные станки применяют для обработки тяжелых дета­лей большого диаметра и сравнительно небольшой длины. На этих стан­ках можно выполнять почти все токарные операции.

Горизонтальное расположение плоскости круглого стола (планшайбы), на котором закрепляется заготовка, значительно облегчает ее установку и выверку. Кроме того, шпиндель разгружен от изгибающих сил, что обес­печивает более высокую точность обработки деталей. Токарно-кару­сельные станки изготовляют двух типов; одностоечные и двухстоечные. Станки с планшайбой диаметром до 1600 мм обычно одностоечные, а станки с планшайбами большего диаметра — двухстоечные.

Токарно-карусельный станок мод. 1512. Станок универсальный, предназ­начен для токарной обработки крупных деталей типа корпусов, маховиков и т. п.  Станина 1 жестко скреплена со стойкой 9, имеющей вертикальные направляющие для перемещения по ним траверсы 6 и бокового суппорта 10 с четырехместным резцедержателем 12. На станине на круговых направ­ляющих расположена планшайба 2 для установки на ней обрабатываемых деталей или приспособлений. Коробка скоростей размещена внутри станины. На горизонтальных направляющих траверсы может перемещаться вертикальный револьверный суппорт 5 с пятипозиционной револьверной

головкой 4. Привод подач револьверного  суппорта и бокового суппорта 10  осуществляется от коробок  подач  7  и  11.  Перемещения, револьверного  суппорта  вручную производят маховичками 8, а бокового  суппорта — маховичками  13. Управление станком осуществляется от пульта 3.

Техническая характеристика станка:

Токарно-карусельный одностоечный станок.

6. Токарно-лобовые станки:

Для обработки коротких заготовок большого диаметра и небольшой длины в единичном производстве применяют токарно-лобовые станки. При сравнительно небольшой длине они имеют планшайбу большого диа­метра. Задней бабки станки не имеют.

На рис. показаны лобовые станки с суппортом, установленным на одной станине со шпиндельной бабкой (а), и станки с обособ­ленным суппортом (б). Последние станки предназначены для обра­ботки особо крупных деталей, превышающих диаметр планшайбы. Для этого в фундаменте под планшайбой делают выемку. Привод подачи суп-

Токарно-лобовые станки.

порта такого станка осуществляется или от отдельного электродвигателя, или от шпинделя станка через храповые устройства.

Ввиду невысокой точности и сложности установки заготовки на верти­кальной планшайбе, а также низкой производительности, лобовые станки применяют, редко, они вытеснены более совершенными карусельными станками.

7. Токарные многорезцовые станки предназначены для обработки деталей типа ступенчатых валиков.

МНОГОРЕЗЦОВЫЙ  ПОЛУАВТОМАТ МОДЕЛИ 1730

Общая характеристика станка

Назначение станка. Полуавтомат предназначен для многорез­цовой токарной обработки ступенчатых валиков, барабанов и дру­гих подобных деталей. Наличие специальной копирной линейки обеспечивает возможность обточки фасонных поверхностей. Наи­более рационально применение станка в условиях серийного и крупносерийного производства.

Техническая   характеристика   полуавтомата

Основные узлы станка. А—передняя бабка с меха­низмом движения резания; Б — гитара сменных колес движения резания; В — задний суппорт; Г— передний суппорт; Д—-задняя бабка, Е — станина; Ж— коробка подач и узел автоматики; 3 — гитара сменных колес продольной подачи переднего суппорта.

Органы управления. 1 — рукоятка включения насоса; 2 — кно­почная станция; 3 — рукоятка зажима пиноли задней бабки; 4 — маховичок ручного поперечного перемещения переднего суппорта; 5 — маховичок перемещения пиноли задней бабки; 6 — маховичок ручного продольного перемещения салазок переднего суппорта; 7 – рукоятка управления станком.

Общий  вид токарного многорезцового полуавтомата модели   1730.

8. Специализи­рованные станки.

9. Разные токарные.

ТОКАРНО-ЗАТЫЛОВОЧНЫЙ   СТАНОК МОДЕЛИ К96

Общая характеристика станка.

Назначение станка. Станок предназначен для затылования зубьев червячных, фасонных и модульных фрез с прямыми и вин­товыми канавками, а также метчиком. На станке К96 можно, кро­ме этого, производить нарезание резьбы и шлифование затылованных инструментов.

Техническая  характеристика станка.

Основные узлы станка. А — передняя бабка с короб­кой скоростей; Б — затыловочный суппорт; В — задняя бабка; Г — станина станка; Д — основание станка; Е — фартук; Ж — при­вод затылования и деления; 3 — гитара подач и резьбы.

Органы управления: 1 — рукоятка реверсирования продольного перемещения фартука с суппортом; 2 — рукоятка включения зве­на увеличения шага;" 3 и 4— рукоятки управления коробкой ско­ростей; 5 — рукоятка управления перебором; 6" — маховичок ручного продольного перемещения суппорта; 7 — рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 8—рукоятка ручного переме­щения верхней части суппорта; 9 — рукоятка включения и выклю­чения маточной гайки ходового винта; 10—рукоятка зажима пиноли задней бабки; 11—рычаг закрепления задней бабки на ста­нине станка; 12 — маховичок ручного перемещения пиноли задней бабки; 13 и 14 — рукоятки включения, выключения и реверсирова­ния вращения шпинделя.

Общий вид токарно-затыловочного станка модели К96.

Токарно-винторезный станок 16К20.

Назначение станка:- наружное и внутреннее точение, нарезание правой и левой метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьб, одно ­и многозаходных резьб с нормальным и увеличенным шагом, торцовой резьбы. Станок применяется в единичном и мелкосерийном производстве, а также для ремонтных работ.

                        Техническая характеристика.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки, мм:

над станиной                                                                                                400

над поперечным суппортом                                                              220

Расстояние между центрами (РМЦ), мм    .........         700, 1000, 1400,2000

Число частот вращения шпинделя            24 (22 различных значения)

Частота вращения шпинделя, мин^-1                                                12,5—1600

Подача, мм/об:

продольная                                                                                          0,055—2,8

поперечная                                                                                          0,025—1,4

Шаг нарезаемой резьбы:

метрической, мм                                                                                0,5—112

дюймовой, число ниток на 1"                                                            56—0,5

модульной, мм                                                                                     0,5—112

питчевой, питч                                                                                   56—0,5

Мощность электродвигателя главного привода, кВт....                        7,5; 10

Габаритные размеры станка, мм:

длина                                                                                                 2470, 2760, 3160, 3760

высота                                                                                                1470

ширина.                                                                                               1195

Масса станка (РМЦ 1000 мм), кг                                                      3000

                                                                             

     На рис. 1 показан общий вид токарно-винторезного станка. Станина 1, установленная на передней 2 и задней 8 тумбах, несет на себе все остальные узлы станка. Слева на станине размещена передняя бабка 4. В ней имеется коробка скоростей со шпинделем 5, на переднем конце кото­рого закрепляется патрон. Справа установлена задняя бабка 6. Ее можно перемещать вдоль направляющих станины и закреплять в зависимости от длины обрабатываемой детали на требуемом расстоянии от передней бабки. Режущий инструмент закрепляют в резцедержателе суппорта 7.

     Продольная и поперечная подачи суппорта осуществляются с по­мощью механизмов, расположенных в фартуке 11 и получающих вращение от ходового вала 9 или ходового винта 10. Первый используется при точе­нии, второй — при нарезании резьбы. Величину подачи суппорта устанав­ливают настройкой коробки подач 3. В нижней части станины имеется корыто 12, куда собирается стружка и стекает охлаждающая жидкость.

Кинематическая схема станка (рис. 2.).

 Главное движение — вращение шпинделя. Вращение шпинделю сооб­щается от электродвигателя Д₁ через клиноременную передачу со шкивами диаметром 140 и 268 мм и коробку скоростей. На первом валу коробки скоростей установлена двусторонняя фрикционная муфта М₁, обеспечивающая прямое и обратное вращение шпинделя. При включении муфты М₁ влево движение передается через передачи  или .Таким образом, вал   II получает две  различные частоты вращения. Далее через передачи или ,  движение передается на вал III, который получает, таким образом, шесть различных частот вращения. Движение передается шпинделю VI станка двумя путями. При включении передачи  или  шпиндель получает двенадцать высоких частот вращения.

Передача высоких частот вращения по короткой кинематической цепи снижает потери на трение. При установке блока шестерен 48, 60 в правое крайнее положение и включении передач   или   посредством перемещения блока 45, 60 в одно из крайних положений движение с вала III передается на шпиндель VI через промежуточные валы IV и V. Таким образом, обеспечивается получение двенадцати низких частот вращения. Частоты вращения шпинделя 500 и 630 мин-1 повторяются дважды, поэтому фактически шпиндель имеет 22 частоты вращения. Обратное вращение шпиндель VI полу чает при включении муфты М₁ вправо. В этом случае движение передается с вала I на вал II через промежуточный вал VII и передачи  или . Далее движение на шпиндель передается так же, как при прямом вращении. Обратные частоты вращения изменяются в пределах 19—1900 мин-1.

Главное движение.

Расчетные перемещения:

n_{об. дв.}→n_{об. шп.}

 

Уравнение кинематического баланса:

Общий вид:

n_шп.= n _{эл. дв.∙ ∙} ί _{кор. скор.},   =0,985

n_шп.=  _∙ ί _{кор. скор.}

    

Для max оборотов:

n_шп. =  ί _{кор. скор.}=1600

n_шп.max

Для min оборотов:

n_шп. =  ί _{кор. скор∙} ί _{перебора}  ί _{кор. скор.}

ί _{перебора}

n_шп.min.=

Движение подач.

     Привод подач имеет звено увеличения шага, механизм реверса (изменения направления вращения), гитару смен­ных колес, коробку подач и механизм фартука. Вращение от шпин­деля передается либо на ходовой винт, либо на ходовой вал.

Зубчатые колеса звена увеличения шага установлены на валах III, VI и VIII (см. рис. 5.13). Поэтому вращение на вал VIII может передаваться либо непосредственно от  шпинделя  при включенной передаче ; либо от вала III через передачу .  В этом случае по­дача и шаг нарезаемой резьбы увеличиваются в 2,8 и 32 раза, в за­висимости от положения блоков 45, 60 и 48, 60. Вращение с вала VIII

на вал X передается либо через передачу , либо через промежуточный вал IX и передачи  и , что обеспечивает изменение направления вращения вала X.

    Гитара сменных колес расположена между валами X, XI и XII (гитара двухпарная, с изменяемым межцентровым расстоянием) и содержит две пары сменных зубчатых колес      а — b и с — d. Для получения механиче­ской подачи и нарезания метрических и дюймовых резьб устанавливаются передачи  и  (в зацеплении участвуют три зубчатых

колеса).  Для  получения  модульных  и  питчевых  резьб устанавливаются передачи  и  (в зацеплении участвуют четыре колеса).

    Входной вал коробки подач XII получает вращение от сменного колеса d гитары. С вала XII движение может передаваться по двум кинематическим цепям. Если включены муфты М₃ и М₄, то движение передается с вала XII на вал XIII через передачу и далее на вал XIV через одну из передач ,, , , а затем на вал XV множительного механизма. Если муфты М₃ и М₄ выключены, то движение передается с вала XII на вал XIV через передачи  и , далее с вала XIV на вал XIII через одну из передач ,, ,и с вала XIII на вал XV множительного механизма через передачу .

При нарезании метрических и модульных резьб и получении продольных и поперечных механических подач включают муфты М₃ и M₄ при выключенной муфте М₂. При нарезании дюймовых и питчевых резьб отключают муфты М₂,  М₃ и М₄.

     Множительный механизм  содержит два   подвижных  блока  18, 28 и 28, 48, размещенных на валах XV и XVII, и три зубчатых ко­леса 45, 35 и 15, жестко закрепленных на валу XVI. Множительный механизм при включении различных комбинаций передач обеспечивает получение четырех различных передаточных отношений:

  i = 1 - включены передачи  и ,

 i =  -передачи  и ,

 i = - передачи и ;

  i = - передачи и.

      С вала XVII при включенной муфте М₅ движение передается на вал XVIII— ходовой винт с шагом 12 мм. Муфта М₅ включается в том случае, когда нарезают резьбу. Ходовой   вал   XX   получает вращение через передачи ,, обгонную муфту М₀, передачу .

    При этом муфту М₅ выключают. Обгонная муфта позволяет совме­стить вращение ходового вала от коробки подач с вращением его от отдельного привода вспомогательных перемещений, содержащего двигатель Д₂ и ременную передачу . От ходового вала вращение передается механизму фартука и далее  на тяговые устройства.

     Получение продольной подачи обеспечивается включением муфт M₆ и М₇ (реверс подачи).  Тогда движение на реечную передачу передается  от ходового вала  XX через передачи ,, ,  предохранительную муфту, червячную передачу , передачи ,, муфты М₆ или М₇, передачу на   шестерню   10   реечной передачи. 

     Получение поперечной подачи обеспечивается включением муфт M₈ или М₉. Тогда движение с вала червячного колеса 21 передается через передачи ,, муфты М₉, или М₁₀,  передачи , ,на ходовой винт поперечной подачи с шагом 5 мм.

На станке может быть установлен суппорт с механическим при­водом резцовых салазок. Тогда движение с вала реечной шестерни передается на винт подачи резцовых салазок с шагом 5 мм через передачи ,, , , ,, ,.

Продольная подача.

Расчетные перемещения:

1_{об. шп.} → s_{мм/об.прод.}

Уравнение кинематического баланса:                                               

Общий вид:

Sмм/об.прод. = 1_{об. шп.}  ί _рев. ∙ ί _гит. ∙ ί _{кор. подач.}∙ ί _фарт.∙

Sмм/об.прод. = 1_{об. шп.}  ί _{кор. подач}   ∙    

Для min подачи:

Sмм/об.прод. = 1_{об. шп.} 

Для max подачи:

Sмм/об.прод. = 1_{об. шп.}

Поперечная подача.

 

Расчетные перемещения:

1_{об. шп.} → S_мм/об.

Уравнение кинематического баланса:

Общий вид:

Sмм/об.поп. = 1_{об. шп.}  ί _рев. ∙ ί _гит. ∙ ί _{кор. подач.}∙ ί _фарт.∙ t

Для min подачи:

S мм/об.= 1_{об. шп.}    

Для max подачи:

S мм/об.= 1_{об. шп.} (М₂Выкл)∙                        

Привод ускоренных перемещений.

Установочные перемещения суппорта, резцовых салазок и пиноли задней бабки. Для осуществления быстрого (уста­новочного) перемещения суппорта ходовому валу  сообщается быстрое вращение   от   электродвигателя   Д₂   через   клиноременную   передачу

85-127. Механизм подачи суппорта через коробку подач при этом можно не включать, так как в цепи привода ходового вала установлена муфта об­гона Мо. С помощью ходовых винтов  можно вручную через коле­са 24-24 и непосредственно перемещать резцовые салазки и пиноль зад­ней бабки. Станок может быть оснащен механическим приводом салазок. В этом случае от ходового вала  через механизм фартука, колеса 30...29 подключается колесо 18 , а затем через колеса 20...20 движение передается винту  резцовых салазок.

Через клиноременную передачу 80-70 от вала подключен насос смазки .

Настройка  станка при нарезании резьб.

    При нарезании всех видов резьб вращение от шпинделя передается на ходовой винт с шагом t = 12 мм.

Расчетные перемещения:

Для метрической:

1_{об. шп.}  t _мм;

Для модульной:

1_{об. шп.}  π∙m _мм;

где m – величина модуля;

Для дюймовой:

1_{об. шп.  мм};

где n – число ниток на дюйм;

Для питчевой:

1_{об. шп.  мм};

где Р – диаметральный питч.

Запишем  в общем виде уравнение кинематического баланса для резьбонарезной цепи:

t = 1об. шп. ∙ί _{реверса.}∙ί _{гитары.} ∙(М₂ Выкл.)∙ ί _{кор. подач.} ∙ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Настройка Г.С.Ш. и включение муфт коробки подач для различных резьб.

Кинематический анализ  резьбонарезной цепи:

Для метрической:

Расчётные перемещения:

1об.шп. . t мм. 

Уравнение кинематического баланса:

tмм. = 1об. шп. ∙ ∙ (М₂ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙ (М₃ Вкл.) ∙ (М₄ Вкл.) ∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма.}=; С =.

Для модульной:

Расчётные перемещения:

1об. шп  π∙m мм.

Уравнение кинематического баланса:

π∙m = 1об. шп. ∙ ∙ (М₂ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙ (М₃ Вкл.) ∙ (М₄ Вкл.) ∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма}=; С= .

Для дюймовой:

Расчётные перемещения:

1об. шп  мм.

Уравнение кинематического баланса:

 = 1об. шп. ∙ ∙ (М₂ Выкл.) ∙∙ (М₃ Выкл.) ∙ (М₄ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙ ∙ ∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма} =; С= .

Для питчевой:

Расчётные перемещения:

1об. шп   мм.

Уравнение кинематического баланса:

 = 1об. шп. ∙ ∙ (М₂ Выкл.) ∙ ∙ (М₃ Выкл.) ∙ (М₄ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма}=; С= .

При нарезании резьбы с увеличенным шагом (больше шага ходового винта) вращение от шпинделя передается через звено увеличения шага  (передача идет через перебор в обратном направлении):

ί _У.Ш. = ;

 ί _У.Ш. = ;

 ί _У.Ш. ;

Расчётные перемещения:

1об.шп.  шаг резьбы с увеличенным шагом мм.

Уравнение кинематического баланса при нарезании резьбы с увеличенным шагом:

t = 1об. шп. ∙ί _{ув. шага. ∙} ί _{реверса.}∙ί _{гитары.} ∙(М₂ Выкл.)∙ ί _{кор. подач.} ∙ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Для метрической резьбы с увеличенным шагом:

Расчётные перемещения:

1об.шп.- t мм./ об.

Уравнение кинематического баланса:

t мм./об. = 1об. шп. ∙ί _У.Ш. ∙ (М₂ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙ (М₃ Вкл.) ∙ (М₄ Вкл.) ∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

   ί _{У. Ш.} ∙ ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма.}=;С =.                                                 

Для модульной резьбы с увеличенным шагом:

Расчётные перемещения:

1об.шп.- π∙m мм./ об.

Уравнение кинематического баланса:

π∙m = 1об. шп. ∙ί _У.Ш.∙ ∙ (М₂ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙ (М₃ Вкл.) ∙ (М₄ Вкл.) ∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

                                        ί _{У. Ш.} ∙ ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма}=; С= .

Для дюймовой резьбы с увеличенным шагом:

Расчётные перемещения:

1об.шп.- мм./ об.

Уравнение кинематического баланса:

 = 1об. шп. ∙ί _У.Ш. ∙ ∙ (М₂ Выкл.) ∙∙ (М₃ Выкл.) ∙ (М₄ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙ ∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

                                      ί _{У. Ш.} ∙ ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма} =; С= .

Для питчевой резьбы с увеличенным шагом:

Расчётные перемещения:

1об.шп.- мм./ об.

Уравнение кинематического баланса:

 = 1об. шп. ∙ί _У.Ш. ∙ ∙ (М₂ Выкл.) ∙ ∙ (М₃ Выкл.) ∙ (М₄ Выкл.) ∙ ί _{кор. подач.} ∙∙ ί _{множ. механизма.}∙ (М₅ Вкл.) ∙ 12 мм.

Формула настройки:

                                   ί _{У. Ш.} ∙ ί _{кор. подач.} ∙ ί _{множ. механизма}=; С= .

При нарезании нестандартных резьб и резьб повышенной точности  включаются муфты М₂;М₅ и вращение передается на ходовой винт минуя механизмы коробки подач и множительный механизм.

Настройка на шаг резьбы производится путем подбора сменных колес в гитаре подач.

Расчетные перемещения:

1об.шп.  t мм. точн.

Уравнение кинематического баланса при нестандартных резьб и резьб повышенной точности:

t точ. = 1об.шп. ∙ ∙ ί гитары  смен. шест. _∙ М₂Вкл. ∙ М₅Вкл. ∙ 12 мм.

Формула настройки:

ί гитары  смен. шест.= ; С= .

Условие размещения шестерен в гитаре:

                                   

a+b≥c+15             

c+d≥b+15

Для настройки Г.С.Ш. используют следующие наборы шестерён:

Пятковый набор.

Набор содержит шестерни с числом зубьев, кратным 5,  от Z=20 (их две штуки) до 125. В наборе кроме этих шестерен есть шестерни Z=47;97;127;157.Эти шестерни необходимы для нарезания дюймовой и модульной резьбы, так как кратны числу П (3,14) и величине дюйма (25,4мм). Если величины П и дюйма брать приближенно можно использовать и другие шестерни.

Чётный набор.

Набор содержит шестерни с числом зубьев, кратным 4, от Z=20 (их две штуки) до Z=120. В наборе есть шестерни Z=47;97;127;157

Специальный набор.

Набор содержит шестерни  кратные числу 5 и 4, и шестерни с простым числом зубьев до 100.

Рис.2. Кинематическая схема станка 16К20

Токарно-револьверные станки.

    Токарно-револьверные станки применяют в серийном и крупно – серийном производстве для обработки деталей из прутков или из штучных заготовок.

На этих станках можно выполнять все основные токарные операции.

    Револьверные станки отличаются от токарно-винторезных станков тем, что не имеют задней бабки и ходового винта. А имеют продольный суппорт, несу­щий револьверную головку, в гнездах которой может быть установлен разнообразный инструмент. При наличии специальных комбинированных державок можно в одном гнезде головки закрепить несколько инструмен­тов. Заготовки зажимаются патронами или специальными цанговыми за­жимными устройствами. Револьверная головка может поворачиваться во­круг  оси, и  тогда  инструмент  последовательно  подводится  к  детали, обрабатывая ее за несколько переходов. Инструмент крепится также и в резцедержателе поперечного суппорта.

     Применение токарно-револьверных станков считается рациональным в том случае, если по технологическому процессу обработки детали, требуется применение большого количества режущего инструмента и размер партии детали составляет не менее 10 —20 штук.    К преимуществам токарно-револьверных станков, по сравнению с токарными, относятся возможность сокращения машинного и вспомогательного времени на счет применения многорезцовых державок и одновременной обработки детали инструмен­том, установленным на револьверной головке и поперечном суппорте, а также сравнительно малые затраты времени за счет предварительной на­стройки станка на обработку детали многими инструментами.

      Токарно-револьверные станки в зависимости от вида обрабатываемых заготовок бывают прутковые и патронные. Обычно станки малого разме­ра — прутковые, а среднего размера — как прутковые, так и патронные. Крупные револьверные станки обычно патронные.

Все эти станки делятся на станки с вертикальной и станки с горизонтальной осью вращения ре­вольверной головки (рис. 3).

 Револьверные головки бывают призматиче­ские и цилиндрические. Призматические головки (рис.3,а) обычно имеют вертикальную ось и шесть граней с гнездами. Цилиндрические головки делают с горизонтальной осью вращения (рис.3, б, в) с расположением горизонтальной оси головки параллельно (рис.3,б) или перпендикулярно оси шпинделя станка (рис. 3,в).

Движения в револьверных станках.

Главным движением в рассматри­ваемых станках является вращение шпинделя, несущего заготовку;

Движе­нием подачи — продольное s_l и поперечное s₂ перемещения суппортов, несущих режущий инструмент.

В револьверных головках с горизонтальной осью вращения, параллель­ной оси шпинделя, поперечная подача осуществляется медленным враще­нием головки (рис.3,б). В станках с револьверной головкой, имеющей вертикальную ось вращения, поперечная подача осуществляется поперечным суппортом, а иногда и перемещением салазок с револьверной головкой в поперечном направлении (рис.3,а).

Вспомогательными движениями в рассматриваемых станках являются повороты (индексирование) револьверной головки для последовательного ввода в работу различного инструмента; подача и зажим прутка; быстрый отвод и отвод револьверного, поперечного суппорта и др.

Токарно-револьверный автомат 1A136.

Общая характеристика станка.

Назначение станка.

     Автомат предназначен для токарной обра­ботки сложных по форме деталей, требующих применения несколь­ких последовательно работающих инструментов: резцов, сверл, зенкеров, разверток и метчиков. Наиболее характерным для авто­мата 1А136 является изготовление частей арматуры, крепежных и резьбовых изделий и других подобных деталей в условиях крупно­серийного производства. В качестве заготовки используется прут­ковый материал круглого, квадратного и шестигранного сечения.

Техническая   характеристика  автомата.

Наибольшие  размеры  обрабатываемого  прутка  в  мм:

круглого   (диаметр)          ............                                                             36

квадратного    (сторона)    ............                                                                        25

шестигранного   (расстояние  между   сторонами)       .    .                    30

Наибольшая длина подачи прутка в мм.......                                           90

Наибольший диаметр нарезаемой резьбы в мм:

по   стали              ...............                                                                        22

по   латуни................                                                                                   27

Число гнезд револьверной головки      .........                                          6

Наибольшее перемещение револьверной  головки в  мм      .               80

Число    суппортов................                                                                      3

Наибольшее поперечное перемещение суппортов в мм    .    .             40

Пределы  чисел  оборотов  шпинделя   в  об/мин    .    .    .    .    .      100—2000

Время   изготовления  одной  детали  в  сек      ......                           11,6—477

Мощность  главного  электродвигателя  в  кВт      .....                                    4,2

Основные узлы станка (рис.4.). А — направляющая труба с поддерживающими стойками; Б — механизм подачи пруткового материала; В—шпиндельная бабка; Г—кулачковый распредели­тельный механизм; Д — поперечные суппорты; Е—револьверная головка; Ж—станина.

Органы управления. 1 — рукоятка включения; 2 — маховичок ручного поворота вспомогательного вала.

Движения в станке.

 Движение резания — вращение шпинделя с прутком; в случае установки приспособления для бы­строго сверления движение резания сообщается также инструмен­тальному шпинделю.

Движения подач: продольная подача  — перемещение суппорта револьверной головки;

 Поперечная пода­ча — перемещение поперечных суппортов в радиальном направле­нии.

Вспомогательные движения — подача и зажим пруткового  материала,   быстрые  подводы  и  отводы суппорта  револьверной головки,  а также  поворот ее вокруг своей   оси   для установки очередного инструмента в рабочую позицию.

 Принцип работы.

     

        Обрабатываемый пруток закладывается в направляющую трубу и закрепляется в шпинделе станка цанго­вым зажимом. Комплект режущего инструмента закрепляется в револьверной головке и на поперечных суппортах. Револьверная головка служит для обточки резцами, обработки отверстий и на­резания резьбы метчиками и плашками. Поперечные суппорты предназначены для обработки фасонными резцами, для осущест­вления подрезных переходов и отрезки готовой детали.

    После включения станка все рабочие вспомогательные движе­ния выполняются автоматически при помощи специальных кулач­ков, профили которых обеспечивают необходимую скорость дви­жения инструментов, требуемую длину обработки и чередование переходов. Наличие регулировочных устройств и соответствующая установка инструментов устраняют необходимость в промерах каждой детали.

             

 Конструктивные особенности.

    В автомате модели 1А136 в от­личие от прежних моделей для привода движения резания исполь­зуется электродвигатель постоянного тока, который питается от электромашинного усилителя. Это позволяет, во-первых, в доста­точно широком диапазоне бесступенчато изменять число оборотов шпинделя, а, во-вторых, благодаря электрическому переключателю скоростей устанавливать оптимальную скорость вращения шпин­деля для каждой позиции револьверной головки. Легко также ре­шается вопрос реверсирования вращения шпинделя при нарезании резьбы. В совокупности это обеспечивает существенное повышение производительности автомата.

Второй особенностью автомата модели 1А136 является приме­нение отдельного электродвигателя для привода механизма пода­чи зажима пруткового материала, вспомогательного и распреде­лительных валов и поворота револьверной головки.

Приводной вал соединен со вспомогательным валом предо­хранительной муфтой со срезающейся шпилькой, что предохра­няет все механизмы подач и вспомогательных движений от по­ломок.

      Механизм мальтийского креста поворота револьверной голов­ки позволяет, посредством установки второго ролика, производит поворот револьверной головки через позицию, что сокращает рас­ход времени на холостые ходы при изготовлении простых деталей, требующих для своей обработки не более трех комплектов режу­щих инструментов, которые в этом случае устанавливаются в ре­вольверной головке через гнездо.

Рис.4. Общий вид токарно-револьверного автомата модели 1А136.

                                Кинематика автомата модели IAI36

Главное движение.

Движение резания. Шпиндель III (рис. 5) автомата приводит­ся в движение реверсивным электродвигателем постоянного тока мощностью 4,2 кВт, с регулируемым числом оборотов от 275 до 2750 в минуту через двухступенчатую коробку скоростей и клиноременную передачу 190—190. Источником питания электродвигате­ля постоянного тока является агрегат, состоящий из генератора постоянного тока (электромашинного усилителя ЭМУ) и асин­хронного электродвигателя трехфазного тока мощностью 4,5 кВт. Бесступенчатое изменение чисел оборотов шпинделя в пределах от 100 до 2000 в минуту осуществляется электроприводом совме­стно с двухступенчатой коробкой скоростей.

Максимальное число оборотов шпинделя в минуту п_тах опреде­ляется, выражением:

Расч. Перемещения:

                       

Уравнение кинематического баланса:

 = 2000 об/мин

=100 об/мин.

      Принципиально иначе решена конструкция привода движения резания в аналогичном автомате более позднего выпуска модели 1Б136, где применен привод с асинхронным электродвигателем, реверсивной трехступенчатой коробкой скоростей с электромагнит­ными муфтами и гитарой сменных колес с шестью парами смен­ных шестерен. Диапазон изменения чисел оборотов шпинделя уве­личен до 40, а пределы чисел оборотов шпинделя составляют для прямого вращения от 64 до 2500 в минуту.

Система управления автоматом модели 1А136 состоит из вспомогательного вала V, распределительных валов IX и X, бара­банов, управляющих муфтами М₂ и М₃, и рабочих кулачков, управ­ляющими перемещениями поперечных суппортов и револьверной головки.

      Движения подач. В автомате модели 1А136 подачи рабочих органов осуществляются от кулачков, специально изготовленных для обработки данной группы однотипных деталей. Кулачки К₁ и К₂, управляющие движениями поперечных суппортов, устанавли­ваются на распределительном валу X, а кулачок К₃, сообщающий продольное перемещение револьверному суппорту,— на    валу IX.

Валы IX и X получают вращение от электродвигателя мощно­стью 1 кВт через червячную передачу 2—24, вал IV, кулачковую муфту М₁, предохранительную соединительную муфту М _п., вал V, шестерни 29—79, вал VI, сменные колеса а—b и с—d, вал VIII и червячную передачу /—40.

Сменные колеса гитары подбираются из условия, чтобы за время обработки одной детали распределительный вал сделал один оборот.

Кинематический анализ привода распределительного вала:

Расчётные перемещения:

_{об. всп. в.} 1_{об. распр. в.}

Уравнение кинематического баланса цепи имеет вид:

(_{об. всп. в.) ∙}1_{об. распр. в.}

    

где t — время обработки одной детали в сек.

Отсюда подбор сменных зубчатых колес гитары подач может быть произведен по формуле настройки:

     

Условия размещения:

Набор шестерен  Г. С. Ш.: 24-25-30-35-40-45-50-60-65-70-75-80-85-90-100.

Вспомогательные движения. Эти движения заимствуются от вспомогательного вала V, вращающегося с постоянной угловой скоростью:

Кинематический анализ привода вспомогательного вала:

Вспомогательный вал служит для привода всех холостых движений в станке (подачи и зажима материала, принудительного отвода револь­верного суппорта с одновременным поворотом револьверной головки на 1/6 часть для смены позиции инструмента и т.д.).

Команды  для исполнения холостых движений вспомогательный вал получает от распределительного вала, Они заключаются в включении и выключений соответствующих муфт, находящихся на вспомогательном валу.

Расчётные перемещения:

n об.дв.  n об.всп.вала 

Уравнение кинематического баланса:

 об/мин.

       На вспомогательном валу V свободно сидят зубчатое коле­со 36, приводящее в действие механизм подачи и зажима прутка, и шестерня 57 для привода в действие механизма поворота ре­вольверной головки.

Зажим и подача пруткового материала осуществляется от ба­рабанов с криволинейными пазами, установленных на валу XI, на правом конце которого закреплено колесо 72, находящееся в по­стоянном зацеплении с шестерней 36, свободно сидящей на вспо­могательном валу V.

      По окончании обработки очередной детали, барабан управле­ния включает кулачковую муфту М₂, поворачивающую шестер­ню 36 ровно на один оборот, в течение которого и происходит за­жим и подача материала.

Поворот револьверной головки производится включением ку­лачковой муфты М3, которая связывает со вспомогательным ва­лом V шестерню 57; от последней через паразитное колесо 76 и широкую шестерню 38 приводится во вращение вал XII, кониче­ские шестерни 23—46 и вал XIII, несущий на себе кривошипный диск с роликом. При вращении вала XIII диск будет поворачи­вать мальтийский крест, а вместе с ним и вал XIV, на котором закреплена револьверная головка.

     Повороту револьверной головки предшествует отвод фиксато­ра при помощи кулачкового выступа на торце конической шестер­ни 46.

Муфта М₃ включается по окончании каждого перехода после отвода револьверной головки в крайнее заднее положение. Вклю­чение муфт М₂ и М₃ производится по команде барабанов управ­ления, находящихся на распределительном валу X.

Пусковая муфта M₁ связана с механизмом автоматического останова автомата после израсходования прутка.

При наладке автомата муфта M₁ выключается рукояткой Р, и привод вспомогательного и распределительного валов осуществ­ляется вручную маховичком Мх, закрепленным на конце вала  V.

Уравнение кинематического баланса цепи привода вспомогатель­ного вала:

(1440 _{об/мин. эл. двиг.} ) ∙n _{об. всп. в.}

Откуда:

n _{об. всп. в.} =120 _об/мин. или 2 _об/сек.

Привод распределительного вала.

Распределительный вал предназначен для осуществления рабочих подач всех суппортов   и управления холостыми движениями станка. Для удобства перестановки кулачков подачи он выполнен из двух час­тей - IХ, Х.

За время изготовления одной детали (цикла обработки)  t (сек) распределительный вал делает один оборот. За это же время вспо­могательный вал делает  t оборотов.

Расчетные перемещения конечных звеньев цепи привода распре­делительного вала могут быть записаны следующим образом:

 

_{об. всп. в.} 1_{об. распр. в.}

Составим уравнение кинематического баланса:

(_{об. всп. в.) ∙}1_{об. распр. в.}

Откуда

Закон размещения сменных шестерен в гитаре распределитель­ного вала:

а + b ≥ c + 10                                 c + d ≥ с + 10

Набор сменных шестерен  Г. С. Ш.: 24-25-30-35-40-45-50-60-65-70-75-80-85-90-100.

Привод подач револьверного и поперечных суппортов.

Продольное перемещение револьверный суппорт получает от рей­ки, зубчатого сектора, рычага и дискового кулачка (К₃) подачи, установленного на валу IX. Аналогично произ­водятся подачи поперечных суппортов.  Передаточные отно­шения плеч рычагов равны единице.

Привод поворота револьверной головки.

Поворот револьверной головки осуществляется от вспомогатель­ного вала V через зубчатую муфту М3 шестерни 57-76-68, конические шестерни 23-46, поводок "мальтийского креста", который за один оборот поворачивает "мальтийский крест" с валом ХIV на 1/6 часть оборота. Одновременно с поворотов вала ХIII фиксатор  выходит из гнезда револьверной головки.

За время t  (сек) поворота вала ХIII c  поводком "мальтийского креста" на один оборот (поворота револьверной головки на 1/6 часть окружности) вспомогательный вал делает оборотов.                          

Расчетные перемещения:

_{об. всп. в.} 1_{об. вала} ХIII

Уравнение кинематического баланса имеет вид:

(_{об. всп. в.) ∙}1_{об. вала} ХIII,

Откуда:

сек.

Механизм подачи и зажима материала.

Открытие цангового патрона, подача пруткового материала до упора револьверной головки и зажим прутка осуществляются   за один o6opoт вала XI с кулачковыми  барабанами. Вал XI   получает вращение от   вспомогательного вала V через шестерни 36-72. Вре­мя осуществления этого перехода  t(сек) определяется из уравнения:

Расчетные перемещения:

                                              (_{об. всп. в.)} 1_{об. вала} ХI 

Уравнение кинематического баланса имеет вид:

(_{об. всп. в.) ∙}1_{об. вала} ХI,

Откуда:

1_сек.

9 Потенциальная энергия - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

Рис.5. Кинематическая схема токарно-револьверного автомата   модели  1А136