Токарные многошпиндельные автоматы Исполнитель

Токарные  многошпиндельные автоматы

План

1. Автоматы фасонно-отрезные и фасонно-продольного точения.
2. Токарно-револьверный автомат модели 1Б140.
3. Многошпиндельные автоматы.

 {spoiler=Подробнее}

         Фасонно-отрезные автоматы предназначены для изготовления деталей из прутка с наибольшим диаметром до 40 мм. Они применяются в основ­ном в крупносерийном и массовом производстве. На рис. 12.1.,а показана схема работы автомата. Пруток закрепляется во вращающемся шпинделе 1 с помощью цангового патрона. Суппорты 2 перемещаются в поперечном направлении и несут фасонные и отрезные резцы. Пруток подается с по­мощью специального подающего устройства до откидного упора 3.

         Некоторые модели фасонно-отрезных автоматов имеют продольный суппорт, позволяющий при подаче вдоль оси детали сверлить отверстия.

         Автоматы фасонно-продольного точения предназначены для изготовления из прутка деталей диаметром до 25 мм. На рис. 12.1.,б дана схема ра­боты автомата. Главным движением является вращение заготовки, закрепленной в шпинделе 11, движением продольной подачи  - перемещение шпиндельной бабки 12 с прутком по направляющим станины относитель­но резцов 8 и 6, закрепленных в суппортах 9 и 4. Резец 8 может переме­щаться только в поперечном направлении при фасонном обтачивании или отрезке, осуществляя поперечную подачу S₂. Станок имеет обычно не­сколько вертикальных суппортов и суппорт 4 балансирного типа, несущий два резца 6 и совершающий качательное движение вокруг оси 5. Этим суп­портом можно также производить фасонное обтачивание и отрезку. Фа­сонное обтачивание осуществляется при совместном продольном переме­щении заготовки и поперечном перемещении резца, закрепленного в вертикальном или балансирном суппортах, отрезка осуществляется при поперечном перемещении резца 8.

         Сверление, зенкерование, нарезание резьбы метчиком или плашками производятся с помощью специальных приспособлений 7, устанавли­ваемых слева против шпиндельной бабки. Шпиндель приспособлений имеет, иногда независимое поступательное S₃ и вращательное движения. При сверлении, зенкеровании, развертывании продольная подача склады­вается из продольных подач шпинделя станка S₁ и шпинделя приспособле­ния S₃. Для устранения прогиба и вибрации прутка при его обтачивании передний конец прутка пропускается через отверстие люнета 10, закреплен­ного на суппортной стойке 13, которая установлена на станине.

Рис. 12.1. Схемы работы токарных автоматов

Токарно-револьверный автомат мод. 1Б140

         Автомат мод. 1Б140 предназначен для серийного и массового производства деталей из круглого, квадратного и шестигранного калиброванного прутка. В качестве приспособления станок может иметь магазинное устройство для обработки деталей из штучных заготовок,

Техническая характеристика автомата

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм ............................................ 40

Число частот вращении шпинделя.......................................................................... 13

Частота вращения шпинделя, об/мин:

         левое вращение .................................................................................160 - 2500

         правое вращение .................................................................................63 - 1000

Число суппортов:

         револьверных.....................................................................................................1

         поперечных........................................................................................................2

         вертикальных.....................................................................................................2

         продольных........................................................................................................1

         На рис. 12.2. представлен общий вид автомата. На основании 1 установлена станина 7 со шпиндельной бабкой 4, револьверным суппортом 8, имеющим шестипозиционную револьверную головку 6, и поперечными суппортами; двумя горизонтальными 2 (передним и задним) и двумя вертикальными 5, На переднем поперечном суппорте расположен продольный суппорт 3, который может перемещаться в горизонтальной плоскости параллельно оси шпинделя или под углом к нему.

         Инструментом револьверной головки, имеющей продольное перемещение, производится обтачивание, обработка отверстий и нарезание резьбы. Инструментом поперечных суппортов производится обработка фасонных поверхностей, подрезка, снятие фасок и отрезка готовой детали. Инстру­ментом продольного суппорта производятся точение конусов и другие операции.

Рис. 12.2. Токарно-револьверный автомат мод. 1Б140

         Кинематическая схема автомата имеет три механически независимые цепи (рис. 12.3.) главного движения, подачи и вспомогательных перемеще­ний.

Главное движение шпиндель V получает от электродвигателя 1 через ко­робку скоростей 2 ... 12 и клиноременную передачу 13 — 14. Точение и свер­ление на револьверных автоматах производят при левом вращении шпин­деля. При помощи сменных колес а₁ — b₁ шпиндель может получить три правые и три левые скорости вращения.

         Привод подачи и вспомогательных перемещений. Вспомогательный вал VII - VIII вращается от электродвигателя 20 через червячную пару 21-22 и кулачковую муфту 72. Вспомогательный вал делает 2 об/с, а при выклю­ченной муфте 12 его можно вращать вручную маховиком 30. От вспомога­тельного вала через червячную передачу 24 - 25 вращение передается командоаппарату 26 переключения скоростей шпинделя путем включения соответствующих электромагнитных муфт в коробке скоростей.

         Через зубчатые колеса 27-28-29 вращение сообщается валу IX и барабанам 92 и 86 механизмом подачи и зажима прутка. Револьверная го­ловка 43 при включении муфты 75 поворачивается при помощи колес 36-37-38, 39-40 и мальтийского механизма 41-42. От вала VIII через коробку подач и червячную пару 44-45 вращение передается первому рас­пределительному валу XV, а через передачи 58-59 и червячную пару 60-61 - второму распределительному валу XVI, Валы XV и XVI вра­щаются с одинаковой частотой.

         На распределительном валу XVI установлены цилиндрический кулачок 78, осуществляющий подачу продольного суппорта 46, и барабаны 79, 80 и 81, включающие однооборотные муфты: 73 - поворота барабана командоаппарата 26; 74 - подачи и зажима прутка; 75 - поворота револьверной головки 43, Перед подачей прутка кулачок 88 (вал XVIII) при помощи зубчатого сектора 47 и колеса 48 поворачивает качающийся упор и устанавливает его против переднего торца шпинделя. После подачи прутка упор отходит в исходное положение. На валу XVI установлены ди­сковые кулачки 82, 83, 84 и 85. Первые два - для подачи вертикальных (50 и 5/) суппортов, а вторые для подачи поперечных (52 и 53) суп­портов.

Рис. 12.3. Кинематическая схема автомата мод.1Б140

         На распределительном валу XV расположены дисковый кулачок 93 перемещения револьверного суппорта, барабан 90 лотка 54, отделяющего готовые детали от стружки, и барабан 91 муфты 76 переключения частоты вращения распределительных валов. Медленное вращение последних осу­ществляется, от вспомогательного вала VIII через зубчатые колеса короб­ки подач 32-35-63 и сменные колеса а-b или с-d, или е-f, а бы­строе - через колеса 31-34, 33-62-64.

Д       ля вспомогательных движений служит электродвигатель 65, с по­мощью которого можно вращать быстросверлильный шпиндель 49, уста­новленный в одном из гнезд револьверной головки. Этот шпиндель, вра­щаясь в направлении, обратном вращению заготовки, позволяет получить достаточно высокую скорость резания при сверлении отверстий малого диаметра.

         Барабаны управления и самовыключающиеся однооборотные муфты. Для работы автомата необходимо, чтобы все движения исполнительных меха­низмов осуществлялись в определенной последовательности. Это дости­гается с помощью барабанов управления, установленных на распредели­тельных валах XV и XVI. На барабанах закреплены специальные сухарики, включающие исполнительные механизмы, которые после выпол­нения заданного цикла движения автоматически отключаются с помощью самовыключающихся однооборотных муфт. Ведущая часть 9 кулачковой муфты (рис. 12.4. ,а) вращается вместе с валом VII. На нем же свободно си­дит подвижная полумуфта 3, которая справа имеет два удлиненных тор­цовых кулачках 4, входящих в вырезы ступицы зубчатого колеса 10. Пру­жина 11 стремится переместить полумуфту 3 влево, но палец 2, установленный на рычаге 8, находится в пазу муфты, не давая ей включаться.

         Команда на включение муфты подается от распределительного вала IX (рис. 12.4.,б) кулачком 6 барабана 7. При вращении барабана кулачок поднимает правый конец рычага 5, и палец освобождает подвижную полумуфту 3. Под действием пружины 11 (рис. 12.4., а) она смещается влево и входит в зацепление с ведущей полумуфтой 9. Одновременно призматический фиксатор 1, сидящий на рычаге 5, выжимается из паза. В новом положении (рис. 12.4., в) детали 9 и 3 начинают вращаться вместе с валом VII, а палец 2 и фиксатор 1 скользят по цилиндрическим поверхностям полумуфты 3. Когда фигурный паз 12 с рабочим скосом АВ подойдет к пальцу 2, послед­ний под действием пружины западает в него, и при дальнейшем движении полумуфты палец, перемещаясь по скосу АВ, выжимает эту полумуфту вправо и выводит ее из зацепления с полумуфтой 9. Одновременно фикса­тор 1 западает в призматический паз полумуфты 3 и фиксирует ее.

         Шпиндельная бабка. На рис. 12.5. представлен продольный разрез шпиндельного узла автомата. Шкив 3, установленный на подшипниках кронш­тейна 4, связан со шпинделем 2, внутри: которого расположен механизм подачи и зажима прутка. Он состоит из подающей цанги 10, ввернутой в правый конец трубы 6, зажимной цанги 12, стакана 11, втулки 13, трубы 9 и механизма перемещения этой трубы. Левый конец подающей трубы 6 закреплен в подшипнике 1, установленном на салазках 17, и перемещает­ся с ними в направляющих вдоль оси шпинделя.

         При перемещении муфты 5 влево длинные плечи рычагов 5 сближают­ся, Это приводит к повороту рычагов вокруг точек их опоры у неподвиж­ного кольца 7, закрепленного на шпинделе. В результате этого короткие плечи рычагов смещают вправо зажимную трубу 9 и стакан 11, который своим внутренним конусом сжимает зажимную цангу 12. Пока муфта 5 на­ходится в показанном на рисунке положении, самопроизвольное освобож­дение зажимной цанги невозможно.

Рис.   12.4.   Самовыключашающиеся однооборотные муфты

         Цикл зажимной операции протекает следующим образом. Подающая цанга находится в правом положении. Кулачок, установленный на бараба­не 81 (см. рис. 12.3.), поднимает один конец рычага, противоположный ко­нец которого, опускаясь, освобождает однооборотную муфту 74. Под дей­ствием пружины она перемещается влево, входит в зацепление с полумуфтой, жестко закрепленной на вспомогательном валу, и начинает поворачиваться, передавая вращение через зубчатые колеса 27, 28 и 29 на барабаны 92 и 86. Рабочие участки этих барабанов спрофилированы таким образом, что, повернувшись на один оборот, они с помощью рычагов 14 и 16 (рис. 12.5.) переме­щают: первый - муфту 5, второй - салазки 17. Са­лазки отходят влево на заданную длину подачи прутка. Лепестки цанги при этом скользят по за­жатому прутку. После этого муфта 5 отходит вправо, освобождая за­жимную цангу 2 и пруток. Затем салазки 17 с трубой 6, подающей цангой и прутком перемещаются вправо, и пруток доходит до откидного упора, ко­торый устанавливается в этот момент против торца шпинделя. После этого муфта 5 перемещается влево, и цанга 12 зажи­мает пруток. Сила зажима прутка регулируется гайками 15.

         На подачу и зажим прутка требуется один оборот вала IX с бара­банами 92 и 86 (см. рис. 12.3.), но так как этот вал вращается в 2 раза медленнее чем вспомогательный вал , то за время подачи и зажима прутка вспомогательный вал сделает два оборота. Для того чтобы однооборотная муфта 74 не включалась после первого оборота вспомогательного вала, на валу  XVIII закреплен эксцентриковый кулачок 87, на который опирается рычаг, выключающий муфту 74.

Рис. 12.5. Шпиндельная бабка

Многошпиндельные автоматы

         Отличительной особенностью многошпиндельных автоматов и полуавтоматов является наличие нескольких одновременно работающих шпинде­лей.

         Основным узлом автомата является шпиндельный блок 1 (рис. 12.6.,а), в котором расположены шпиндели 2 с заготовками 3, Шпиндельный блок периодически, поворачивается, и шпиндели занимают новое положение. Каждому положению шпинделя присваивают наименование: позиция I, позиция II и т. д. В каждой позиции выполняется определенная операция. Против каждого шпинделя в суппорте установлен режущий инструмент, производящий определенную для данной позиции операцию.

         Допустим, что нам необходимо изготовить деталь, показанную на рис. 12.6., б. В позиции 1 пруток подается до упора и зажимается, а затем резцом поперечного суппорта прорезается канавка. После поворота блока заготовка займет позицию II, где резцом второго попе­речного суппорта обраба­тывается наружная по­верхность. Блок снова поворачивается, и деталь оказывается в позиции III, где сверлом, установлен­ным в продольном суппорте, сверлится отверстие. В позиции IV от­резается готовая деталь.

Рис.  12.6.  Схема  обработки детали на многошпиндельном автомате

         Шестишпиндельньй токарный автомат мод. 1Б240-6К показан на рис. 12.7. Автомат предназначен для обработки деталей из прутков.

Техническая характеристика автомата

Число рабочих шпинделей.........................................................................................6

Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм............................................. 40

Наибольшая длина подачи материала, мм............................................................180

Число скоростей рабочих шпинделей.....................................................................39

Частота вращения шпинделей, об/мин.........................................................140-1600

Число суппортов:

         продольных........................................................................................................1

         поперечных........................................................................................................6

Мощность электродвигателя главного движения, кВт..........................................15

         Основные узлы станка: станина 1, передняя стойка 2 со шпиндельным блоком 8, несущим шесть шпинделей, задняя стойка 5, связанная травер­сой 9 с передней стойкой, продольный суппорт 4 с инструментальными шпинделями 7 или резцедержателями, поперечные суппорты 3 и 6. Обра­батываемые прутки поддерживаются механизмами поддержки 10. Каждая позиция шпинделей обслуживается продольным и поперечным суппорта­ми. Две верхние позиции могут оснащаться дополнительными устройства­ми, имеющими независимую подачу. В пяти позициях продольного суп­порта могут быть установлены приспособления для сверл, разверток, резьбовых плашек и пр.

         На рис. 12.7. представлена кинематическая схема станка.

         Главное движение шпиндели получают от электродвигателя: 1 через клиноременную передачу 8 — 9, колёса 36 — 37, сменные колеса а — b, с—d, центральный вал IV и центральное колесо 20, связанное с колесами 14 шести шпинделей XXII, которые вращаются с одинаковой частотой.

Рис. 12.7. Шестишпиндельньй токарный автомат мод. 1Б240-6К

         Движение подачи и холостых ходов осуществляется ку­лачками 73 и 74, установленными на распределительном валу XIII и валу XIV. В период рабочих движений распределительный вал вращается мед­ленно, а при вспомогательных движениях — быстро, с постоянной угловой скоростью. Медленное вращение он получает от центрального вала IV че­рез передачи 32 — 42, сменные колеса и е —f, g—h, колеса 31 — 44, электромаг­нитную муфту 60, колеса 29—30, 28 — 46 и червячную передачу 45 — 47; быстрое вращение — от электродвигателя 1 по цепи передач 8—9, муфты -58, колес 38-39, 28.-46 и чер­вячной пары 45—47. При включении муфты 58 или 60 муфта 61 отключается, а тормозная муфта 59 вклю­чается.

         Привод командоаппарата. Командоаппарат 69 осуществляет вклю­чение рабочего и быстрого вращения распределительно­го вала XIII, реверс инстру­ментальных шпинделей и, другие командные и блоки­ровочные функции и связан с распределительным валом посредством зубчатых колес 27, 24, 23, 22. При настройке станка распределительному валу сообщают вращение от специального электродвига­теля 2 через зубчатые колеса 43—25 — 26, муфту 61, колеса 28-46 и червячную переда­чу 45-47.

         Подача суппортов про­изводится через систему ры­чагов от кулачков, закреплен­ных на распределительном валу.

Рис. 12.7. Кинематическая схема автомата мод. 1Б240-6К

         Привод устройств с независимой пода­чей. К этим устройствам относятся инструментальные шпиндели для сверл, раз­верток, резьбонарезного инструмента и др., устанавли­ваемые при необходимости в четырех верхних позициях продольного суппорта. Они получают движения подач, независимые от продольного суппорта, от барабана 62.

         Быстросверлильный шпиндель XIX устанавливается на продоль­ном суппорте и, вращаясь в направлении, обратном шпинделю изделия, обеспечивает повышение скорости резания при обработке отверстий малого диаметра. Вращение этот шпиндель получает от центрального ва­ла IV через зубчатые колеса 33—34, 35 и сменное колесо s. Привод инстру­ментального шпинделя XIX осуществляется от центрального вала IV че­рез зубчатые колеса 33, 54, 55, р.

         Резьбонарезное устройство. Резьбонарезные операции выпол­няются с использованием метода обгона, позволяющего обойтись без ре­версирования шпинделя. Сущность метода состоит в том; что деталь и ин­струмент вращаются в одну сторону, но относительная скорость их вращения различна: скорость вращения детали постоянна, а инструмен­та - изменяющаяся. При нарезании резьбы инструмент вращается медлен­нее (рис. 12.8., а), и деталь будет ввинчиваться в инструмент. При свинчивании инструмента (рис. 12.8., б) резьбонарезной шпиндель вращается быстро, деталь будет вывинчиваться из инструмента.

Рис. 12.8. Схема работы резь­бонарезного устройства

         Резьбонарезной шпиндель XIX (см. рис. 12.7.) вращается, от центрально­го вала IV через сменные зубчатые колеса k - l, т - п, зубчатые колеса 48-51, 49-52 и 50-53. Изменение частоты вращения этого шпинделя производится путем переключения электромагнитных муфт 56 и 57. При включении муфты 56 движение на шпиндель XIX передается от централь­ного вала IV через сменные колеса к-l, т-п, муфту 56, колеса 48- 51, 49-52 и 50-53. При включении муфты 57 движение на шпиндель пере­дается через сменные колеса к-1, муфту 57, колеса 49-52 и 50-53. Движение подачи, необходимое для нарезания резьбы, инструмен­тальный шпиндель получает от привода независимой подачи.

         Поворот блока шпинделей осуществляется от распределительного вала ХIII (см. рис. 12.7.) при быстром его вращении с помощью мальтийского механизма и зубчатых передач 10-11 и 13-12. Перед поворотом шпиндельного блока производится его расфиксация, а также подъем над постоянными опорами на величину 0,3-0,4 мм для предотвращения изно­са опорных поверхностей. Это осуществляется специальными механизма­ми. Одновременно со шпиндельным блоком через зубчатые колеса 12-7, вал XXIII, колеса 5-6 поворачивается барабан с направляющими труба­ми. Механизмы подачи и зажима прутка приводятся в действие кулач­ковым барабаном 78, установленным на распределительном валу XIII.

Контрольные вопросы

1. Основные узлы фасонно-отрезных автоматов.
2. Где применяется автоматы фасонно-продольного точения?
3. Основные технические характеристики токарно-револьверного автомата модели 1Б140.
4. Основные преимущество многошпиндельных автоматов.

{/spoilers}