bushuev_v_v_i_dr_metallorezhushie_stanki_tom_2

4.1. Общие сведения

111

нарезания. Для осуществления финишных операций изготавливают различные шлифовальные головки (рис. 4.2, в).

Несмотря на большие размеры, станки обеспечивают высокую точность. Например, радиальное и торцовое биение планшайб самых крупных размеров (10...12,5 м) не превышает 20...30 мкм, параллельность перемещения ползуна оси вращения детали 20 мкм; погрешность траекторий перемещений суппортов на всей длине 5...6 м (параллельность, прямолинейность) обычно не превышает 40...50 мкм, погрешность позиционирования на всей длине 40...50 мкм; погрешность позиционирования планшайбы при повороте на любой угол ±5′′. Технические характеристики токарно-карусельных станков (в соответствии с ГОСТ 44—93) приведены в табл. 4.1.

Компоновка станков. В зависимости от размеров и назначения станки выпускаются одностоечными или двухстоечными. Станки с диаметром обработки до 2 м выполняют, как правило, одностоечными (рис. 4.3, а—в). Ряд иностранных фирм выпускают станки до 3500 мм одностоечными. В зависимости от высоты заготовки Н станки имеют неподвижную (рис. 4.3, а) или подвижную (рис. 4.3, б) поперечину 1 (перемещается установочно). В первом случае высота H заготовки значительно меньше диаметра D, а во втором — равна или даже несколько больше диаметра. Часто станки с неподвижной поперечиной имеют один вертикальный суппорт 2 с револьверной головкой 3. Станки с подвижной поперечиной могут иметь дополнительно вертикальный 4 и горизонтальный 5 суппорты (рис. 4.3, б). Выпускаются также станки без поперечины (рис. 4.3, в). Здесь салазки 1 суппорта 2 перемещаются по вертикальным направляющим стойки 3.

Тяжелые и уникальные станки с диаметром обработки от 4 до 20 м выполняют одностоечными (рис. 4.3, г) и двухстоечными (рис. 4.3, д). В них консоль 1 (поперечина 1 на рис. 4.3, д) и стойка 3 перемещаются установочно. Уникальные станки двухстоечной компоновки могут иметь портал, перемещающийся в плоскости чертежа (рис. 4.3, д), что позволяет увеличить диаметр D заготовки.

Рис. 4.3. Компоновки токарно-карусельных станков

112	ГЛАВА 4. ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ

Рис. 4.4. Кинематическая схема станка с обработкой диаметров 1250 мод. 1Е512П 2М: 1 — электродвигатель главного движения; 2 — коробка скоростей; 3 — планшайба; 4 — электродвигатель вертикальной подачи суппорта; 5 — электродвигатель поворота револьверной головки; 6 — электродвигатель перемещения поперечины; 7 — электродвигатель горизонтального перемещения суппорта; 8 — коробка подач с выборкой зазора; 9 — револьверный суппорт

Одностоечные станки выполняются также с подвижным столом 5 и неподвижной стойкой 3. Основными преимуществами одностоечной компоновки являются значительно меньшие масса, стоимость, занимаемая площадь, удобные загрузка станка крупными заготовками и их обслуживание, так как рабочая зона открыта для установки заготовки. На таких станках эффективно используется боковой суппорт 4, который можно устанавливать на минимальном расстоянии от обрабатываемой заготовки. Недостатком станков является меньшая жесткость, особенно при точении вертикальным суппортом 2 деталей малого диаметра. Преимуществом двухстоечной компоновки является высокая жесткость несущей системы, позволяющая эффективно использовать два вертикальных суппорта 2 и З.

Кинематическая схема станка с диаметром обработки 1250 мм приведена на рис. 4.4. На станке предусмотрен револьверный суппорт 9 с автоматизированным поворотом от привода 5 и зажимом револьверной головки. Приводы главного движения и подач осуществляются от электродвигателей постоянного тока 1, 4 и 7. Планетарная коробка скоростей 2 имеет две ступени с передаточным отношением 1:1 и 1:4.

4.1. Общие сведения

113

Рис. 4.5. Кинематическая схема двухстоечного токарно-карусельного станка мод. 1А563Ф4. Электродвигатели:

М1 — главного движения; М2 — круговой подачи планшайбы; М3 — перемещения суппортов; М4 — поворота суппортов; М5 — перемещения ползунов; М6 — главного привода суппорта; М7 — перемещения поперечины; М8 — вращения шлифовального круга; Д — датчики положения

На рис. 4.5 показана кинематическая схема двухстоечного токарно-кару- сельного станка с ЧПУ с диаметром обработки 6300 мм мод. 1А550Ф4. Привод главного движения и привод круговой подачи планшайбы объединены в одном механизме 7. Работа главного привода обеспечивается при включении в работу двигателя М1 (при положении зубчатого колеса, как показано на схеме). В этом случае обеспечивается равномерное распределение нагрузки между двумя выходными колесами 8 и 12 за счет «плавающего» шевронного колеса 11 (в гидроцилиндр 10 масло не подается). Для работы в режиме круговой подачи колесо 9 перемещается вверх, и в работу включается двигатель привода подачи М2. Одновременно в гидроцилиндр 10 подается под давлением масло, и за счет осевого перемещения шевронного колеса 11 выбирается зазор в зацеплении колес 8 и 12 с венцом (Z = 315). На станке предусмотрен как токарный 6, так и фрезернорасточной 4 суппорты. Установочное движение поперечины осуществляется механизмом 5. Для расширения технологических возможностей предусмотрены

114	ГЛАВА 4. ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ

угловая фрезерная головка 2 и шлифовальная головка 1, которые в целях облегчения их смены устанавливаются на поворотном магазине 3.

4.2. Конструкции характерных узлов

Столы. Точность геометрической формы детали, скоростные и силовые характеристики, надежность работы станка в значительной степени определяются конструкцией стола, на котором закрепляется обрабатываемая заготовка. У станков с диаметром обработки до 3000 мм используются опоры качения и гидростатические опоры; при больших размерах предпочтение отдается гидростатическим направляющим, обеспечивающим большую точность и виброустойчивость станка.

На рис. 4.6 приведена конструкция стола с опорами качения. Средний диаметр Dср подшипника выбирают равным примерно половине наибольшего диаметра обработки. Конструкция обеспечивает большую окружную скорость и используется при обработке диаметров до 2500 мм. Для повышения жесткости и виброустойчивости, особенно при обработке высоких заготовок, предусматривают подшипник 5, с помощью которого создается предварительный натяг главного подшипника 7, опирающегося на основание 8. Обрабатываемая заготовка может закрепляться в тисках 4, а также на столах-спутниках, устанавливаемых на планшайбе 6. Для восприятия больших осевых усилий, возникающих в зацеплении косозубых колес 2 и 3, вал 9 установлен на конических роликоподшипниках. Вращение планшайбы осуществляется от электродвигателя 1 через ременную передачу 10.

Конструкции столов с гидростатическими направляющими приведены на рис. 4.7. Замкнутые круговые гидростатические направляющие 1 и 2 (рис. 4.7, а), обеспечивающие высокую жесткость масляного слоя, применяются при планшайбе диаметром до 2 м. Более технологичными являются разомкнутые гидро-

Рис. 4.6. Конструкция стола с опорами качения

4.2. Конструкции характерных узлов

115

Рис. 4.7. Конструкции стола (а и б)	Рис. 4.8. Схема планетарной двухступен-
с гидростатическими круговыми направ-	чатой коробки скоростей
ляющими

статические направляющие 1, используемые в тяжелых станках, с диаметром планшайбы до 12,5 м (рис. 4.7, б). Наибольшее распространение в станках получил привод вращения планшайбы, осуществляемый через косозубые колеса 3 и 4.

Главный привод. В состав главного привода (вращения планшайбы) входят регулируемый электродвигатель и двух-, трехступенчатая коробка скоростей. Кроме того, для круговой подачи планшайбы, например при фрезеровании, предусматривают дополнительный привод (с выборкой зазора в кинематической цепи). Этот же привод используют для точного поворота планшайбы на заданную угловую координату. В конструкции (см. рис. 4.6) двухступенчатая коробка скоростей располагается в корпусе стола 8. Передача вращения от двигателя постоянного тока 1 к коробке скоростей и далее на планшайбу осуществляется через плоскоременную передачу 10.

На рис. 4.8 показана схема двухступенчатой компактной планетарной коробки скоростей, передающей вращение с входного вала (от шкива 7) на зубчатый венец 2. Переключение ступеней осуществляется за счет перемещения гидроцилиндром 3 зубчатого колеса 5 с внутренним зубом. При его перемещении вниз и сцеплении с зубчатой муфтой 6 коробка скоростей работает в режиме зубчатой муфты (снижается шум). При перемещении колеса 5 вверх и сцеплении его с неподвижным колесом 4 работает планетарная передача с передаточным отношением: i = Z1/(Z1 + Z2) ≈ 1:4. Благодаря трем равномерно расположенным по окружности сателлитам 1 мощность передается по трем потокам, и радиальные размеры коробки невелики.

116	ГЛАВА 4. ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ

Рис. 4.9. Вертикальный суппорт с револьверной головкой

Суппорты и поперечины. Станки с диаметром обработки до 2500 мм чаще всего оснащают вертикальным суппортом (рис. 4.9) с четырехили пятипозиционной револьверной головкой 1, имеющей автоматизированный поворот (смену инструмента) и зажим от двигателя 3. Инструмент закрепляется в револьверной головке вручную. Ось револьверной головки располагается горизонтально или под углом α= 7…10o к горизонту для удобства размещения резцедержателей.

Цилиндрические поверхности обрабатываются при вертикальном перемещении ползуна 2 с помощью винтовой передачи 5 в направляющих 4 (см. вид Б) корпуса суппорта. Торцовые поверхности обрабатываются при горизонтальном перемещении салазок 6 по направляющим 7 и 9 поперечины от винтовой передачи 8. В конструкции суппорта на рис. 4.9 направляющие поперечины частично разгружены от силы тяжести суппорта с помощью роликов 11 и тарельчатых пружин 10. Обычно суппорты с револьверными головками не имеют поворота ползуна (его ось вертикальна). Для перемещения ползуна и суппорта применяются направляющие качения и комбинированные направляющие (качение-скольжение).

Взамен ползуна с револьверной головкой используются также суппорты с резцедержателями. Такую конструкцию имеют станки с устройством автоматической смены инструмента и все тяжелые станки. Суппорты с ползунами, имеющие поперечные сечения в форме прямоугольника, квадрата, восьмигранника, могут поворачиваться на требуемый от вертикали угол.

На рис. 4.10 показана конструкция суппорта, в которой как направляющие 1 и 4 салазок, так и ползуна 10 выполнены на гидростатических опорах. Каждый карман (на ползуне их 16 по 8 на каждой опоре 8 и 9) питается от многопоточ-

4.2. Конструкции характерных узлов

117

Рис. 4.11. Схема привода подачи ползуна с вращающейся гайкой:

1 — двигатель; 2 и 5 — осевые опоры вращающейся гайки; 3 — винт; 4 — шариковая гайка; 6 и 7 — зубчатые колеса

Рис. 4.10. Конструкция суппорта станка диаметром 1600 мм с гидростатическими направляющими салазок и ползуна

Рис. 4.12. Установка инструмента в ползуне: а — резцедержавки с резцами; б — вращающегося и невращающегося инструмента в шпинделе

ного насоса 6, подающего масло в каждый из карманов 0,2 л/мин. Движение суппорта 2 по поперечине 5 осуществляется с помощью шариковой передачи 3, а перемещение ползуна 10 — от регулируемого двигателя 7, передающего вращение на шариковую гайку 4 (рис. 4.11).

В ползуне станка может автоматически устанавливаться и заменяться как невращающийся инструмент (рис. 4.12, а), так и вращающийся (рис. 4.12, б). В первом случае резцы 1 закрепляются в резцедержавке 2, а та, в свою очередь, с помощью тарельчатых пружин 5 и клинового зажима 3 фиксируется на ползуне. Разжим резцедержавки производится гидроцилиндром 4. Схема закрепления в ползуне 6 вращающегося 9 инструмента приведена на рис. 4.12, б. Резцедержавка 2 с невращающимися резцами 1 закрепляется с помощью четырех гидроцилиндров 4 и клиновых механизмов. Базирование резцедержавки осуществляется по цилиндрическому пояску 3. Вращающийся инструмент 9 (фрезы и др.)

118	ГЛАВА 4. ТОКАРНО-КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ

Рис. 4.13. Угловая фрезерная головка с возможностью перемещения относительно ползуна

Рис. 4.14. Шлифовальная головка

закрепляется в шпинделе 7 с помощью цангового зажима 5, а момент передается шпонками 8. Для расширения технологических возможностей станки оснащают сменными фрезерными, шлифовальными и другими головками, которые закрепляются на ползуне с помощью зубчатой муфты или как резцедержавка с невращающимся инструментом по рис. 4.12, б.

4.2. Конструкции характерных узлов

119

На рис. 4.13 показана угловая фрезерная головка с управляемой координатой (перпендикулярно направляющим поперечины). Головка устанавливается в ползуне 7 и закрепляется коническим кольцом 6 аналогично рис. 4.12, а. Вращение на рабочий шпиндель 10 передается от шпинделя 8 ползуна через шпонку 5 на гильзу 9 и далее через специальную муфту 4 (см. схема I). С помощью этой муфты (двойной кривошип) вращение передается на фланец 3 и далее через конические колеса на рабочий шпиндель 10. Муфта 4 передает вращение от гильзы 9 на фланец 3 при перемещении головки 1 в направляющих 2 в пределах ±150 мм. Перемещение головки 1 производится от регулируемого двигателя 11 (вид А—А) шариковым винтом 12.

Схема шлифовальной головки 1 с встроенным в корпус электродвигателем 2 приведена на рис. 4.14.

Г Л А В А П Я Т А Я

Фрезерные и многоцелевые станки для обработки корпусных деталей

5.1. Общие сведения

На фрезерных станках обрабатывают с помощью фрез (рис. 5.1) плоские и фасонные поверхности, в особенности на рычагах, планках, корпусных и других деталях, не являющихся телами вращения, делают местные вырезы и срезы, прорезают прямые и винтовые канавки, а в отдельных случаях нарезают резьбы и зубья колес. Вращение фрезы является главным движением, относительное перемещение фрезы и заготовки (обычно прямолинейное) — движением подачи. Заготовку устанавливают на стол, почти всегда прямоугольный. Размеры рабочей поверхности стола являются основными размерами фрезерных станков: ширина 100…5000 мм, длина 400…16 000 мм и более.

Фрезерные станки классифицируют по компоновке (количество и расположение шпинделей, распределение движений) или по назначению. Различают следующие типы и их разновидности: горизонтально-фрезерные консольные станки (с горизонтальным шпинделем и консолью), в том числе простые (рис. 5.2, а), универсальные — с поворотным столом (рис. 5.2, б), широкоуниверсальные — с дополнительными фрезерными головками (рис. 5.2, в); вертикальнофрезерные станки (с вертикальным шпинделем), в том числе консольные (рис. 5.2, г) и бесконсольные, называемые также с крестовым столом (рис. 5.2, д); продольно-фрезерные станки, в том числе одностоечные (рис. 5.2, е), двухстоечные (рис. 5.2, ж), с передвижным порталом (рис. 5.2, з); широкоуниверсальные инструментальные станки — с вертикальной рабочей плоскостью основного стола и поперечным движением шпиндельных узлов (рис. 5.2, и); копировальнофрезерные станки (рис. 5.2, к); фрезерные станки непрерывного действия, в том числе карусельно-фрезерные (рис. 5.2, л), барабанно-фрезерные (рис. 5.2, м).

Рис. 5.1. Основные типы фрез:

а — цилиндрическая; б — дисковая; в — концевая; г — торцовая; д — фасонная