bushuev_v_v_i_dr_metallorezhushie_stanki_tom_2

3.7. Многошпиндельные токарные полуавтоматы

101

3.7. Многошпиндельные токарные полуавтоматы

Многошпиндельные токарные полуавтоматы предназначены для изготовления деталей из штучных литых, кованых и штампованных заготовок из различных марок сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов. Большинство деталей, изготавливаемых на этих полуавтоматах, имеет длину меньше диаметра, и поэтому они закрепляются в патронах. Многошпиндельные полуавтоматы выпускаются с горизонтальным и вертикальным расположением рабочих шпинделей.

Горизонтальные полуавтоматы строятся на базе аналогичных моделей многошпиндельных автоматов, и поэтому большинство их узлов и механизмов имеет такую же конструкцию и рабочие характеристики. Значительное отличие в конструкции имеет только узел рабочего шпинделя, так как съем готовой детали

иустановка заготовки в патроне осуществляются вручную. Для этого в конструкции всех шпинделей полуавтомата предусмотрена возможность выключения их вращения и торможения в позиции загрузки (IV, VI, см. рис. 3.19, или VIII соответственно в четырех-, шести- и восьмишпиндельных полуавтоматах), а также установлены гидрофицированные механизмы зажима и разжима заготовок. Поперечный суппорт в позиции загрузки не устанавливается.

На рис. 3.35 показан шпиндельный блок шестишпиндельного горизонтального полуавтомата, конструкция которого, за исключением шпиндельного узла, почти полностью повторяет конструкцию базовой модели автомата (сравните рис. 3.22). В передней опоре шпинделя установлены двухрядный роликовый подшипник 13 и упорно-радиальный шарикоподшипник 12, а в задней — два радиально-упорных шарикоподшипника 9.

Шпиндель получает вращение от центрального зубчатого колеса 15 через колесо 7 и фрикционную муфту 6. Торможение шпинделя осуществляется фрикционной муфтой 3. Заготовка зажимается в патроне 14 при смещении тяги 11 влево пакетом тарельчатых пружин 10, а разжим производится поршнем 4, шток 8 которого свинчен с тягой 11. Включение-выключение фрикционных муфт 3 и 6 осуществляет плавающий цилиндр 5. При подаче масла в левую полость цилиндра поршень 4 смещается вправо, сжимая пакет тарельчатых пружин и разжимая заготовку, а цилиндр 5 — влево, выключая приводную муфту 6 и включая тормозную муфту 3. Переключение муфт перед началом рабочего цикла производится подачей масла под давлением в правую полость цилиндра. Масло в полости цилиндров всех шпинделей подводится через центральный золотник 1, поворотом которого с помощью рукоятки 2 можно осуществить разжим заготовки

ивыключение-включение вращения рабочего шпинделя на любой позиции полуавтомата. Наладка этих полуавтоматов практически не отличается от наладки базовых моделей горизонтальных многошпиндельных автоматов.

Вертикальные многошпиндельные токарные полуавтоматы по принципу своей работы могут быть параллельного и последовательного действия. Схема работы полуавтомата параллельного действия приведена на рис. 3.36. Карусель 1 (рис. 3.36, а) полуавтомата с расположенными по окружности рабочими шпинделями и индивидуальными для каждой позиции суппортами 2 медленно поворачивается относительно основания 5 вокруг колонны 4 и установленной на ней группы кулачков 3.

102	ГЛАВА 3. ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ (КУЛАЧКОВЫЕ)

Рис. 3.35. Шпиндельный блок полуавтомата мод. 1Б240П-6К

3.7. Многошпиндельные токарные полуавтоматы

103

Рис. 3.36. Схемы работы вертикального многошпиндельного полуавтомата параллельного действия (а), с непрерывным вращением карусели (б) и с периодическим поворотом карусели (в)

Обработка заготовки от начала до конца проводится на одной позиции и только одной группой инструментов за время почти полного оборота карусели. Готовая деталь снимается с полуавтомата после каждого поворота карусели на одну позицию. Съем готовой детали и установка заготовки производятся на этих полуавтоматах или на ходу (рис. 3.36, б), во время прохождения зоны загрузки, или с остановкой в данной позиции (рис. 3.36, в). В позиции загрузки (зоне) шпиндель не вращается, а суппорт отходит в верхнее положение. Для облегчения условий работы в этой зоне предусматривается специальное подъемное устройство.

Технологические возможности полуавтоматов этого типа ограничены, и поэтому на них обрабатываются более простые заготовки. На рис. 3.37 показана схема обработки заготовки на шестишпиндельном полуавтомате параллельного действия, у которого на пяти позициях производятся одни и те же операции группой инструментов из 15 резцов, установленных на резцовых головках.

Обработка заготовок на вертикальных полуавтоматах последовательного действия (рис. 3.38) проводится несколькими группами инструментов, закрепленных на суппортах 2, которые размещены на гранях неподвижной колонны 3. Заготовки крепятся в патронах 1 вращающихся вертикальных шпинделей, расположенных по окружности в общем шпиндельном блоке в виде поворотного стола 4, который периодическим поворотом относительно неподвижных основания 5 и колонны 3 осуществляет смену позиций. За один оборот стола заготовка последовательно проходит через все позиции, подвергаясь полной обработке, и после каждого поворота стола на одну позицию

	с полуавтомата снимается готовая деталь. Вра-	Рис. 3.37. Схема обработки тор-
		мозного барабана на вертикаль-
	щение шпинделей в каждой позиции осущест-
		ном полуавтомате параллельного
	вляется от индивидуальных приводов, а при	действия

104	ГЛАВА 3. ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ (КУЛАЧКОВЫЕ)

Рис. 3.38. Схема работы вертикального многошпиндельного полуавтомата последовательного действия

Рис. 3.39. Схема обработки чашки дифференциала на вертикальном полуавтомате последовательного действия

смене позиций и в позиции загрузки они не вращаются. Поперечных суппортов на вертикальных полуавтоматах нет, и для получения в отдельных позициях полуавтоматов последовательного действия поперечной подачи инструмента используются специальные суппорты, в которых продольное перемещение преобразуется в поперечное.

На рис. 3.39 показана схема обработки заготовки на вертикальном восьмишпиндельном полуавтомате последовательного действия, в которой на III и IV позициях с поперечной подачей производятся подрезание торца, снятие фаски и протачивание выточки и канавки. Кроме того, в данном примере используется специальное приспособление для растачивания внутренней сферы на VI и VII позициях. Основные технические характеристики вертикальных полуавтоматов приведены в табл. 3.5.

Все вертикальные многошпиндельные полуавтоматы имеют практически одинаковую компоновку, а различия в устройстве и конструкции отдельных узлов связаны, главным образом, с принципом работы полуавтомата. Ниже рассматривается только полуавтомат последовательного действия как более сложный в конструктивном отношении.

На рис. 3.40 приведена компоновка восьмишпиндельного полуавтомата последовательного действия мод. 1К282, на основании 14 которого смонтирова-

3.7. Многошпиндельные токарные полуавтоматы							105
3.5. Технические характеристики вертикальных многошпиндельных
		полуавтоматов
Параметр		мод.		мод.	мод.	мод. 1286-8,	мод.
		1К282		1283	1Б284	1А286-8	1А286-6
Диаметр обрабатываемой заго-		250		400	360	500	630
товки, мм, не более
Число шпинделей		8		8	6	8	6
Число скоростей шпинделя		50		50	22	21	21
Частота вращения шпинделя,
мин–1:
при нормальном исполнении		42…628		28…410	20…224	20…200	12,5…250
при быстроходном исполнении		66…980		43…635	—	63…630	25…500
Число суппортов		7		7	5	7	5
Перемещение суппортов, мм		350		350	200	400	450; 200
(вертикальное и горизонталь-
ное), не более
Подача, мм/об		0,041…		0,064…	0,08…	0,0315…4,0	0,028…
		4,053		4,002	5,0		4,0
Мощность главного привода, кВт		22, 30,		20, 30, 40,	22 или	40, 55, 75,	110
		40, 50		55, 75, 100	30	100
Масса, кг		19 000		20 500	15 000	32 000	35 500
ны все основные узлы и механизмы
станка. В тумбе основания закреплена
основная несущая часть полуавтома-
та — пустотелая колонна 9, у которой
внизу на конусе смонтирован поворот-
ный стол 12 с рабочими шпинделями
11, в средней части — направляющие
для суппортов 2, а сверху с помощью
венца 8 — семь коробок скоростей и
подач 4, электродвигатель 6 с редукто-
ром 7 и стойка 5 с гидроцилиндром для
включения через тягу 10 семи синхро-
низаторов 16 и тормоза 15. Вращение
на шпиндели от коробок скоростей
передается валами 3, размещенными
внутри колонны. Механизм поворота и
фиксации 13 стола установлен в нише
основания, которая	одновременно
является резервуаром	гидросистемы
станка. Электрооборудование полуав-

томата смонтировано в специальном	Рис. 3.40. Компоновка вертикального вось-
шкафу 1.	мишпиндельного полуавтомата мод. 1К282

106	ГЛАВА 3. ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ (КУЛАЧКОВЫЕ)

Рис. 3.41. Кинематическая схема вертикального многошпиндельного полуавтомата мод. 1К282

Кинематическая схема этого полуавтомата показана на рис. 3.41. Она включает в себя следующие кинематические цепи: привод главного движения, приводы рабочей и ускоренной подач суппортов, вращения командоаппарата и привода механизма поворота стола.

Привод главного движения осуществляется от двигателя М1 через зубчатые колеса редуктора 16/39 и далее 39—118—31 (при высоком ряде частот вращения) или через 22/39, 22/39 и 39—118—31 (при низком ряде частот вращения). С вала V вращение передается через гитару сменных зубчатых колес а и b, зубчатые колеса 35/40, 37/50 (37/37 при скоростном исполнении). Каждый шпиндель, находящийся в рабочей позиции, имеет индивидуальную цепь привода, начиная с вала V.

Привод рабочей подачи суппортов осуществляется от вала VI через червячную передачу 1/32, сменные колеса с, d, е и f и далее через зубчатые колеса 35/62

Рис. 3.42. Опора поворотного стола вертикального полуавтомата мод. 1К282

3.7. Многошпиндельные токарные полуавтоматы

107

(включена муфта ЭМ1) или 58/39 (включена муфта ЭМ2) на вал XIII. С этого вала через коническую передачу 27/38 вращение передается гайке и от нее ходовому винту (Рx. в= 12 мм) с суппортом. Переключать муфты ЭМ1 и ЭМ2 можно в процессе обработки, получая две рабочие подачи суппорта: мелкую и крупную.

Привод ускоренной подачи суппортов осуществляется от вала V через конические колеса 20/20 и цилиндрические 70/40 на вал X. При ускоренном подводе суппорта включается муфта ЭМЗ, и вращение передается через зубчатые колеса 57/39, 38/59, 27/38 на гайку ходового винта, а при ускоренном отводе суппорта (включается муфта ЭМ4) вращение на гайку ходового винта передается через зубчатые колеса: 58—31—38—59 и 27/38. При переходе с высокого ряда частот вращения на низкий для сохранения постоянной скорости ускоренного перемещения суппорта необходимо поменять местами колеса в передаче 70/40 между валами IX и X. Скорости быстрого подвода и отвода суппорта соответственно равны 3,6 и 3,5 м/мин.

Привод вращения командоаппарата осуществляется от вала ХШ через винтовую зубчатую передачу 18/13 и червячную 1/66.

Привод механизма поворота стола осуществляется от электродвигателя М2 через червячную передачу 1/25, зубчатые колеса 14/105 к мальтийскому механизму. Водило мальтийского механизма смонтировано на ступице колеса Z = 105, а мальтийский крест на нижней плоскости поворотного стола, который может быть повернут на 1/8 или 1/4 (на две позиции) часть оборота.

Управление поворотом и фиксацией стола осуществляется кулачками, установленными на правом конце вала XXII, нажатием на соответствующие конечные выключатели. Кроме поворота через червячную передачу 4/28, вал XXII получает осевое перемещение от гидроцилиндра 1 при фиксации и расфиксации стола.

Поворотный стол с восьмью шпиндельными узлами смонтирован и вращается на конусной части колонны и на специальном двойном упорном шарикоподшипнике (рис. 3.42), воспринимающем вертикальную нагрузку. Он включает в себя верхнее 9 и нижнее 1 кольца с желобами — дорожками качения и среднее кольцо — фланец 5, между которыми заложены шарики 2 и 6, закрытые ленточным уплотнением 7 и кожухами 4 и 8. Натяг в конусной радиальной опоре стола (на рис. 3.42 не показана) производится путем пригонки компенсаторных секторов 3.

Шпиндельный узел (рис. 3.43) является самым ответственным узлом полуавтомата, определяющим точность и чистоту обработки. Шпиндель 1 смонтирован в конических роликовых подшипниках 3 в стакане 4, который устанавливается в расточенном

108	ГЛАВА 3. ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ (КУЛАЧКОВЫЕ)
		отверстии поворотного стола. Нижний
		конец шпинделя поддерживается ради-
		альным шарикоподшипником. На флан-
		це шпинделя 7 крепится кулачковый
		патрон, зажим-разжим заготовки в ко-
		тором производится соответственно
		при опускании и подъеме тяги 6, уста-
		новленной в центральном отверстии
		шпинделя. Тяга свинчена со штоком 5,
		на котором смонтированы поршни 9 и
		11 сдвоенных гидроцилиндров 10 и 12.
		Для надежности переключения тяго-
		вое усилие при разжиме развивается
		больше, чем при зажиме. Это достига-
		ется подачей масла при зажиме в што-
		ковые полости гидроцилиндров через
		отверстия 19, 20, 18, 17 и выточку 13 в
		шпинделе, а при разжиме — в поршне-
		вые полости через отверстия 22, 21, 16,
		15 и зазор 14 в нижний гидроцилиндр,
Рис. 3.43. Шпиндельный узел вертикаль-		а через шлицевые каналы в штоке 5 —
	ного полуавтомата мод. 1К282	в верхний. Вращение шпинделя с часто-
		той, настроенной в данной рабочей по-

зиции, осуществляется от привода главного движения через узел синхронизации и зубчатые колеса 8—2.

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

Токарно-карусельные станки

4.1. Общие сведения

Токарно-карусельные станки предназначены для обработки заготовок преимущественно типа тел вращения (длина которых обычно не превышает их диаметра) с диаметрами от 800 до 20 000 мм и относятся к станкам токарной группы. Основным размером является наибольший диаметр обрабатываемой заготовки. Для этих станков по сравнению с токарными и лоботокарными станками характерно наличие вертикальной оси вращения планшайбы, благодаря чему становится более безопасным и удобным закрепление тяжелых заготовок. Недостаток этих станков — плохой отвод стружки, а также переменный вылет

инструмента, обусловленный особенностью обработки.

Станки широкоуниверсальные и позволяют проводить различные виды работ. На станках средних размеров (диаметром до 2500 мм) можно обтачивать цилиндрические, торцовые, конические и фасонные поверхности (рис. 4.1, а, б); сверлить и растачивать центровые отверстия и канавки (рис. 4.1, в); нарезать наружные и внутренние цилиндрические и конические резьбы (рис. 4.1, г). Для повышения гибкости и производительности станков средних размеров инструмент часто устанавливают в поворотной револьверной головке 1 (рис. 4.1, б).

		Крупные токарно-карусельные станки с диаме-
		тром обработки более 3000 мм оснащаются раз-
		личными сменными узлами, устанавливаемыми на
		суппорт, что позволяет обрабатывать заготовки ис-
		ключительно сложной формы. С использованием
		современных систем ЧПУ на станках можно точить,
		растачивать, фрезеровать, сверлить, шлифовать де-
		тали с одной установки и решать другие сложные
	Рис. 4.1. Схемы обработки	технические задачи.
		Пример комплексной обработки корпусной заго-
	различных поверхностей
		товки 1 с помощью сменных узлов, устанавливаемых
	на токарно-карусельных
	станках средних размеров	на ползуне 14 вместо резцедержателя 13, приведен

нием сменных узлов						На рис. 4.2, б показана схема обработки
					резьб большого диаметра (60…300 мм) с ис-
110					пользованием приспособления 1 для резьбо-
			ГЛАВА 4. ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
					на рис. 4.2, а. Подрезка торца осуществляет-
					ся резцом, установленным в резцедержателе
					13; обработка вертикальных плоскостей и
					уступов — угловой фрезерной головкой 12;
					получение конической наружной поверхно-
					сти на патрубке — поворотной планшайбой
					11 с радиальной ползушкой или расточно-
					подрезным			устройством 5;				фрезерование
					отверстия — с помощью угловой фрезерной
					головки 10 методом контурного фрезерова-
					ния; обработка пазов — угловой фрезерной
					головкой 9; наклонных плоскостей — голов-
					ками 7 и 8; фрезерование по контуру пере-
					ходных поверхностей — с помощью угловой
					фрезерной головки 6; обработка плоскостей
					разъема — прямой фрезерной головкой 4;
					обработка канавок — планшайбой 3; сверле-
					ние отверстий — прямой фрезерной головкой
Рис. 4.2. Пример комплексной					2 или непосредственно шпинделем станка,
обработки сложной детали					встроенным в ползун суппорта.
на тяжелом станке с использова-
	4.1. Технические характеристики токарно-карусельных станков
Диаметр D обрабаты-														6300…
ваемой заготовки, мм,			800	1000	1250	1600	2000	2500	3150	4000		5000
														20 000
не более
Высота H обрабаты-														3150…
ваемой заготовки, мм,			800		1000		1250	1600		2000		2500
														6300
не более
Масса m обрабатывае-														200 000…
мой заготовки, кг, не			2500	4000	6300	10000	1600	25000		80000
														800 000
менее
Высота сечения хво-
стовой части резца,				50			63			63				80
мм, не менее
Диаметр Dпл план-														5600…
шайбы стола, мм, не			750	900	1120	1400	1800	2240	2800	3550		4500
														18 000
менее
Длина L хода ползуна														2000…
верхнего суппорта,			500		630		800	1000		1250		1600
														4000
мм, не менее
Угол установки α					+45			+30					+30
верхнего суппорта к
					–30				–15					–10
вертикали,	о	, не более