Токарные полуавтоматы Исполнитель

Токарные   полуавтоматы

План

1. Многорезцовые токарные полуавтоматы
2. Токарно-копировальные полуавтоматы

 {spoiler=Подробнее}

         Автоматом называется станок, в котором автоматизированы все ос­новные и вспомогательные, движения, необходимые для выполнения техно­логического цикла обработки заготовок, включая загрузку и выдачу обра­ботанной детали. Обслуживание автомата сводится к периодической наладке, подаче материала на станок и контролю обрабатываемых дета­лей.

         Полуавтоматом называется автоматический станок, в котором часть движений неавтоматизирована. В большинстве случаев это движения, связанные с загрузкой и снятием заготовок.

         Токарные станки и полуавтоматы применяют для обработки деталей сложной конфигурации с помощью большого количества инструментов. Они подразделяются: по назначению - на универсальные и специализиро­ванные; по виду заготовки - на прутковые и патронные; по количеству шпинделей - на одношпиндельные и многошпиндельные; по расположе­нию шпинделей - на горизонтальные и вертикальные.

         Из автоматов и полуавтоматов наибольшее распространение получи­ли станки с кулачковым приводом. Автоматическое управление циклом этих станков осуществляется с помощью распределительного (кулачково­го) вала. Обычно за один оборот вала происходит полный цикл обработки детали.

         Автоматы можно разделить на три группы. Первая группа - авто­маты, имеющие один распределительный вал, вращающийся с постоянной для данной настройки частотой. Вал управляет, как рабочими, так и вспомогательными движениями. Для автоматов этой группы характерна боль­шая потеря времени при вспомогательных движениях, так как они выполняются при той же (медленной) частоте вращения распределительного вала, что и рабочие операции. Однако в автоматах малых размеров с не­большим количеством холостых движений применение такой схемы целе­сообразно вследствие ее простоты.

         Вторая группа - автоматы с одним распределительным валом, кото­рому в течение цикла сообщаются две частоты вращения: малая при рабо­чих и большая при холостых операциях. Такая схема обычно применяется в многошпиндельных токарных автоматах и полуавтоматах.

Третья группа - автоматы, имеющие, кроме распределительного ва­ла, еще и быстроходный вспомогательный вал, осуществляющий холостые движения. Команды на выполнение холостых движений подаются распределительным валом с помощью закрепленных на нем специальных бараба­нов с упорами.

         Горизонтальные одношпиндельные токарные полуавтоматы делятся на многорезцовые, копировальные и многорезцово-копировальные.

Многорезцовые токарные полуавтоматы

         На рис. 11.1. приведена схема работы многорезцового полуавтомата. Обработка заготовки 2 ведется несколькими одновременно работающими резцами, установленными на продольном 12 и поперечном 3 суппортах. Одновременная работа большого числа резцов, каждый из которых обра­батывает свой участок заготовки, позволяет получить деталь заданных формы и размеров путем простейших и коротких циклов работы суппор­тов и, следовательно, значительно сократить время обработки. Снятие де­тали, установку заготовки, ее зажим в патроне или в центрах передней 1 и задней 4 бабок, а также пуск станка производят вручную. Подвод суп­портов с резцами, обработка заготовки, возврат суппортов в исходное по­ложение и остановка станка производятся автоматически.

         Продольный суппорт 12 перемещается вместе с планками 6 и 8 относи­тельно неподвижной линейки 10. При этом ролик 7 суппорта перекаты­вается по рабочей поверхности линейки 10 и постоянно прижимается к ней пружинами 11. Цикл работы продольного суппорта следующий: 1) бы­стрый подвод суппорта к заготовке (участок а-б); 2) врезание резцов при перемещении ролика 7 по конусной поверхности линейки 10 (участок б-в); 3) обтачивание заготовки при рабочей подаче (участок в-г); 4) отскок суп­порта назад в поперечном направлении (участок г-д); 5) быстрый отход суппорта в исходное правое положение (участки д-е, е-и, и-к); 6) пере­мещение суппорта вперед в первоначальное рабочее положение (участок к-а).

Рис. 11.1. Схема работы многорезцового полуавтомата

         Отскок суппорта в конце обработки (примерно на 1 мм) и возврат его в первоначальное положение в конце отхода назад (участки траектории г-д и    к-а) осуществляются с помощью планок 6 и 8. Обе планки перемещаются вместе с суппортом, при этом планка 6 может перемещаться отно­сительно суппорта в продольном направлении. В начале работы суппорта обе планки установлены относительно друг друга так, что соприкасаются выступами (как показано на рисунке). В конце обтачивания планка 6 под­ходит к упору 9 и смещается им относительно планки 8 вправо, в резуль­тате чего, ее выступы устанавливаются против впадин планки 8.

         Суппорт 12 вместе с роликом 7, линейкой 10 и планкой 8 под дей­ствием пружины 11 отскакивает назад на глубину впадины планки 5. В ре­зультате этого резцы при отходе суппорта вправо не касаются обработан­ной поверхности детали. После возвращения суппорта в исходное правое положение планка 6 касается второго упора 5 и смещается им влево в пер­воначальное положение, т. е. ее выступы устанавливаются опять против выступов планки 8. В результате суппорт с резцами, линейка 10 и планка 8 устанавливаются в первоначальное рабочее положение (точка а).

         Многорезцовый токарный полуавтомат мод. 1Н713 предназначен для высокопроизводительной черновой и чистовой обработки в условиях серий­ного и массового производства заготовок шестерен, валов, колец, фланцев и других деталей в патроне или центрах при помощи многорезцовой на­ладки или копира. Станок можно встраивать в автоматические линии.

Техническая характеристика станка

         Общий вид станка с органами управления показан на рис. 11.2. На нижней станине 1 установлена передняя бабка 2 с механизмом главного движения и шпинделем 4. По продольным направляющим нижней станины можно перемещать заднюю бабку 15, а по поперечным направляющим - поперечный суппорт 7 с механизмом подач. На верхней станине 13 закре­плена коробка подач 5 продольного суппорта 8, который перемещается по направляющим станины. На передней панели бабки расположен щиток 6 с кнопками управления станком. Справа от продольного суппорта смонти­рованы передвижной кронштейн копирной линейки 12, командоаппарат 11 для управления циклом работы продольного суппорта и передвижной упор 20 для установки в рабочее положение линейки отскока продольного суппорта. Квадратными рукоятками 9 и 17 настраивают соответственно ползуны продольного 8 и поперечного 7 суппортов. Педалью 16 упра­вляют работой пневмосистемы задней бабки. Ременная передача механиз­ма главного движения закрыта кожухом 3. Электрооборудование станка расположено в шкафу 14, а пневмоаппаратура - в корпусе станины 1. Электродвигатель главного движения находится внутри станины под передней бабкой.

Рис. 11.2. Многорезцовый полуавтомат мод. 1Н713.

         Кинематическая схема станка изображена на рис. 11.3. От электродвигателя 17 через клиноременную передачу 1- 2, вал I, сменные зубчатые коле­са а - b, вал II, зубчатые колеса 5 - 4 или 5 - 6, вал III и зубчатые колеса 7 - 8 вращение передается шпинделю IV.

         Движения подачи продольного и поперечного суппортов осуществляют­ся от автономных коробок подач (АКП-2). Рабочее движение продольного суппорта осуществляется по цепи: электродвигатель 18, гитара сменных колес а₁ - b₁  ,c₁ - d₁ червячная передача 9-10, муфта ЭМ1, ходовой винт IX, суппорт.

         Быстрое перемещение продольного суппорта осуществляется по цепи: электродвигатель 18, вал V, винтовая зубчатая передача 11 — 12, муфта ЭМ2, ходовой винт IX, суппорт.

         Рабочее движение поперечного суппорта осуществляется по цепи: электродвигатель 19, гитара сменных колес а₂ — b₂,, с₂ — d₂, червячная передача 13-14, муфта ЭМ3, вал XIII, ходовой винт, суппорт.

         Быстрое перемещение поперечного суппорта осуществляется по цепи: электродвигатель 19, вал X, винтовая зубчатая передача 15 - 16, муфта ЭМ4, вал XIII, ходовой винт, суппорт.

Токарно-копировальные полуавтоматы

         Образование фасонной поверхности детали при обработке заготовки на копировальном полуавтомате осуществляется одним резцом, устано­вленным в копировальном суппорте. Принцип действия гидравлических копировальных устройств основан на применении следящих золотников.

         На рис. 11.3. показана принципиальная схема гидравлического привода суппорта токарно-копировальных полуавтоматов. Копировальный суппорт 1, имеющий поперечное перемещение, жестко связан с корпусом 2 следя­щего золотника и со штоком поршня неподвижного гидроцилиндра 3 поперечной подачи. Продольная подача салазок суппорта осуществляется с помощью гидроцилиндра 4. Плунжер 9 следящего золотника, прижимает­ся пружиной к рычагу 5, наконечник которого (щуп) находится в контакте с неподвижным шаблоном или эталонной деталью. Таким образом, рычаг 5 удерживает плунжер золотника в определенном положении относительно копира. При перемещении щупа вверх или вниз плунжер получит такое же перемещение.

         При смещении плунжера вверх масло от насоса 10 по трассам VIII и I поступает в среднюю полость корпуса 2, а затем по трассе II -  в ниж­нюю полость цилиндра 3, и поршень вместе с суппортом 1 получит движе­ние в том же направлении, что и плунжер. Вместе с суппортом будет пере­мещаться и корпус 2 золотника, который в результате займет первона­чальное положение относительно плунжера (как показано на схеме). Подача масла через золотник прекратится, и суппорт остановится. То же произойдет при перемещении плунжера золотника по шаблону вниз.

         Таким образом, перемещение щупа, а вместе с ним и плунжера вверх или вниз вызывает такое же перемещение поршня гидроцилиндра и связанного с ним суппорта 1 с резцом. Поэтому резец, повторяя движение щупа, будет обрабатывать деталь по профилю копира. Масло, вытесняе­мое из верхней полости цилиндра 3 (при движении поршня вверх) или из его нижней полости (при движении вниз), идет по трассам III или II, затем через крайние выточки в корпусе золотника поступает в трассу V или IV, далее — в трассу VI и через дроссель 8 сливается в бак.

         В процессе обработки, помимо поперечного перемещения салазок (одна координата), сообщается и продольное перемещение каретке суппорта (другая координата). При этом масло от насоса 10, пройдя по трассам-VIII, I и IX, через распределительное устройство (на схеме не показано) подается в правую полость цилиндра 4, и шток поршня перемещает карет­ку суппорта влево. Масло из левой полости цилиндра по трассе X через автоматический регулятор скорости 6 и дроссель 7 сливается в бак. Таким образом, резец может получать движение подачи по двум координатам. Результирующая подача резца определяется величиной проходных сечений дросселей 7 и 8, первый из которых регулирует скорость продольной пода­чи, а второй - поперечной. Клапан 11 предохраняет систему от перегрузки и отводит излишки масла в бак.

         По принципу работы эти станки (рис. 11.4.) во многом похожи на копировальные полуавтоматы. Обработка основного профиля заготовки 12, устанавливаемой в центрах шпиндельной и задней бабок, производится ре­зцом 11 копировального суппорта, При этом обработку можно произво­дить как одним резцом, так и блоком резцов (до шести-восьми), или же ре­зцами с двух накладных копировальных суппортов с независимым упра­влением каждым суппортом по отдельному копиру.

         Операции по проточке канавок, подрезке торцов и другие выполняются резцами поперечного суппорта 10, который в отличие от суппорта копировальных полуавтоматов выполнен в виде отдельного узла с самостоятельным приводом. Это позволяет при использовании двух поперечных суппортов обеспечить их независимую работу.

         Продольная (задающая) подача каретки 7 копировального суппорта в этих полуавтоматах механическая и производится с помощью передачи ходовой винт - гайка. Гайка этой передачи жестко закреплена на каретке 7. При реверсировании ходового винта 1 копировальный суппорт переме­щается влево или вправо.

         Поперечное перемещение верхней части б копировального суппорта осуществляется однокоординатной гидравлической следящей системой, управляемой от копира 2. Верхняя часть суппорта, как и в копировальных полуавтоматах, жестко соединена с гидроцилиндром 4, а неподвижный поршень 3 посредством штока 5-е продольной кареткой суппорта. Перемещение поперечного суппорта и пиноли задней бабки 8 осуществляется также гидроприводом, однако здесь суппорт 10 связан непосредственно с поршнем 9 гидроцилиндра.

         Токарно-копировальный полуавтомат мод. 1713. Назначение - черновая и чистовая обработка в центрах деталей типа валов с прямолинейными и криволинейными образующими. Станок гидрофицирован, снабжен однокоординатной следящей системой и обеспечивает обработку деталей одним или несколькими резцами, или же многорезцово-копировальным способом.

Техническая характеристика станка

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм:

         над станиной................................................................................................. 400

         над суппортом................................................................................................250

Наибольшая длина обрабатываемой детали, мм.................................................71,0

Пределы частот вращения шпинделя, об/мин............................................125-1250

Пределы продольных  подач копировального  суппорта, мм/об................0,08-2,0

Пределы подач поперечного суппорта, мм/мин...............................................10-45

Мощность электродвигателя главного движения, кВт.........................................22

         На рис. 11.5. представлен общий вид полуавтомата. Станина в левой тумбе имеет шпиндельную бабку с коробкой скоростей 1. По верхним направляющим 6 станины перемещается в продольном направлении каретка копировального суппорта 4, имеющего поперечные салазки 3 с резцедер­жателем. В нижней части станины расположены направляющие 7 с под­резным (поперечным) суппортом 2. В левой тумбе размещены также эле­ктродвигатель, тормозное устройство и аппаратура электроавтоматики, в правой - гидравлический привод и панели управления. На правой сторо­не станины установлена задняя бабка 5. Копировальный и подрезной суп­порты расположены под углом 60° к основанию станка, что обеспечивает свободный сход стружки и удобство наладки. Конструкция станка допу­скает установку его в автоматическую линию.

         Кинематическая схема станка представлена на рис. 11.6. Главное движение осуществляется от электродвигателя 1 через ременную передачу 2, 3, четырехступенчатую коробку скоростей 4, 10 и гитару скоростей а-b, ре­менную передачу 11-12, вал V, колеса 13-17 или 14-18. Привод суппор­тов и пиноли задней бабки - гидравлический. Продольную подачу копиро­вального суппорта 71 осуществляет винтовая пара 41-42, а поперечное перемещение его салазок 70 — гидроцилиндр 69. Шуп, находящийся в кон­такте со штоком следящего золотника (на рисунке не показаны), упирается в эталонную деталь 66, закрепленную в центрах бабок 65 и 68. Попереч­ную подачу поперечный (подрезной) суппорт 74 получает от гидроцилиндра 75.

Рис. 11.5. Полуавтомат мод. 1713

                                                                                                                                                                                                                                                        Копировальный суппорт (рис. 11.7.) состоит из двух основных частей - каретки 1 и ползуна 2. Каретка перемещается по направляющим станины с помощью винтовой пары. Перемещение ползуна по каретке под углом 60° к оси центров станка осуществляется гидроцилиндром, поршень 3 ко­торого через шток 4 жестко соединен с кареткой, а корпус 5 - с ползуном.

         Перемещение ползуна к оси центров при отсутствии копира на станке ограничивается упором 6, воздействующим на золотник гидрощупа через его рычаг. Упор перемещается по штанге 7 вручную или вместе со штан­гой при помощи лимба 9 с ценой деления 0,015 мм (лимб показывает пере­мещение ползуна перпендикулярно оси центров) и фиксируется на штанге винтом 8. Гидрощуп крепится к корпусу гидроцилиндра. К каретке крепят­ся левый 10 и правый 11 кожухи, предохраняющие направляющие станины от попадания на них стружки и охлаждающей жидкости.

         Механизм установки копира (рис. 11.8.) имеет левую 1 и правую 5 стой­ки, соединенные между собой скалкой 4, которая лежит на шарикоподшип­никах. На скалке расположены левая 12 и правая 6 бабки, центрах ко­торых устанавливается линейка 14, несущая копир или эталонную деталь. Поворотом маховика 18 с лимбом, цена деления которого 0,02 мм, левая стойка смещается, поворачивая скалку; при этом подымается или опу­скается копир или эталонная деталь.

Рис. 11.6. Кинематическая схема станка мод. 1713

Рис. 11.7. Копировальный суппорт полуавтомата мод. 1713

         Центр 11 левой бабки перемещается поворотом маховика 17 с лимбом. Цена деления которого 0,0075 мм, чем и осуществляется окончательная установка копира в продольном направлении по отношению к изделию. Центр 7 правой бабки прижимается пружиной к копирной линейке. После установки копира в требуемом положении центр правой бабки фиксирует­ся сухарями 25 и 26 с помощью винта 21.

         При обработке изделий по эталонной детали копирную линейку сни­мают, а в центры устанавливают эталонную деталь. При этом центровые бабки смещаются по скалке в требуемом положении и фиксируются суха­рями 23 и 24 с помощью винта 22.

         Управление автоматическим циклом движения суппортов, перемещения и зажима пиноли задней бабки осуществляется системой электроавтомати­ки и трех гидропанелей: копировального суппорта, подрезного суппорта и задней бабки. Гидравлическая панель копировального суппорта выпол­няет следующие движения: быстрый продольный подвод, ускоренное попе­речное перемещение, копирование на первой или второй рабочей подаче, быстрый отвод в продольном и поперечном направлениях; «стоп» в лю­бом положении.

         Размеры токарных полуавтоматов характеризуются диаметром и дли­ной обрабатываемых деталей: наибольший диаметр последних колеблется от 160 до 800 мм, длина - от 100 до 2800 мм.

Рис.11.8. Механизм установки копира

Контрольные вопросы

1. Расскажите назначении токарных автоматов.
2. Из каких устройств состоят многорезцовые токарные полуавтоматы?

Где применяется токарно-копировальные полуавтоматы?

{/spoilers}