9.2. Нормализованные узлы
Нормализованные узлы агрегатных станков могут быть разделены на две группы: силовые узлы и многопозиционные поворотные устройства.
Силовые узлы различают в зависимости от типа привода подачи и мощности, конструктивного выполнения, технологического назначения и других показателей.
По типу привода движения подачи силовые узлы бывают гидравлические, электромеханические (винтовые, кулачковые и т. д.), пневмогидравлические, пневматические. По номинальной мощности (кВт) на шпинделе силовой головки их можно разделить на следующие группы: малогабаритные (мощностью 0,08…0,5 кВт); малые (0,15…2,8 кВт); нормальные (1,6…30 кВт).
По конструктивному выполнению силовые узлы разделяют на силовые головки и столы. Силовые головки выпускают с выдвижной пинолью и перемещаемым корпусом. По точности выполнения силовые узлы бывают нормальной и повышенной точности.
В зависимости от места расположения привода подач различают самодействующие и несамодействующие силовые узлы.
Силовые головки и столы с встроенным приводом подач называют самодействующими, а с приводом подачи, расположенным вне головки (стола), – несамодействующими.
9.3. Силовые головки
Работа головки осуществляется по циклу быстрый подвод – рабочая подача – быстрый отвод.
На рис. 9.5 показан общий вид самодействующей гидравлической силовой головки со шпиндельной коробкой.
На рис. 9.6 приведена кинематическая схема самодействующей электромеханической силовой головки.
При быстрых установочных перемещениях головки включается электромагнитная муфта и реверсируемый электродвигатель редуктора (N = 0,6 кВт и n = 1 420 об/мин). От электродвигателя через зубчатые колеса Z = 21, Z = 50, Z = 25 и Z = 45 приводится во вращение ходовой винт. Вращением последнего в неподвижной гайке, расположенной в корпусе головки, производится быстрый подвод или отвод головки.
Рис. 9.5. Внешний вид самодействующей гидравлической
силовой головки
Рис. 9.6. Кинематическая схема самодействующей электромеханической винтовой силовой головки с одной рабочей подачей
Рабочая подача головки осуществляется следующим образом. Сменный электродвигатель главного движения мощностью 1...2,8 кВт через жесткую муфту и зубчатые колеса Z = 19 и Z = 38 вращают выходной вал II, являющийся приводом шпиндельной коробки. Одновременно с этим через двухзаходную червячную передачу с числом зубьев червячного колеса Z = 26, сменные зубчатые колеса а и б и червяк Z = 1 вращение передается червячному колесу Z = 22. Последнее установлено на гильзе V, в которой закреплена ходовая гайка. Вращением ходовой гайки при неподвижном ходовом винте производится рабочая подача. Величина рабочей подачи настраивается сменными зубчатыми колесами а и б.
Усилие подачи, воспринимаемое гайкой, передается на гильзу и через упорный подшипник на корпус силовой головки. Затормаживание ходового винта при рабочей подаче осуществляется тормозной муфтой, установленной в редукторе быстрых перемещений.
Тормозная муфта состоит из электромагнитной 3 и дисковой фрикционной 4 муфт. Когда электромагнитная муфта обесточена, то под действием пружины 2, усилие которой регулируется гайкой 1, фрикционная муфта затормаживает вал 5, на котором установлено зубчатое колесо Z = 21. Последнее через колеса Z = 50, Z = 25 и Z = 45 фиксирует ходовой винт. Когда электромагнитная муфта включена, то диск 6 (рис. 9.7), установленный между муфтами 3 и 4, оттягивается на пружину 2, сжимая ее, и растормаживает вал 5.
Кинематическая схема пинольной силовой головки с плоскокулачковым механизмом подачи приведена на рис. 9.8. Она предназначена для сверления, развертывания, торцового фрезерования и нарезания резьбы.
Рис. 9.7. Тормозная муфта редуктора ускоренных перемещений электромеханической винтовой силовой головки: 1 – гайка; 2 – пружина; 3 – электромагнитная муфта; 4 – фрикционная муфта; 5 – вал; 6 – диск
Главное движение передается от электродвигателя М через вал I, шестерни В и С, вал II, шестерни d и е (при зубчатом приводе) или клиноременную передачу со шкивами f и k (при ременном приводе), вал III на пустотелый червяк 23, вращающийся в подшипниках качения. От червяка через шлицевое соединение передается шпинделю.
Рис. 9.8. Кинематическая схема самодействующей силовой головки с плоскокулачковым механизмом подачи: 1 – муфта; 2 – кулачковая муфта; 3 – шестерня; 4 – кулачок; 5 – пиноль; 6, 13 – ось; 7, 14, 19, 21 – пружина; 8, 16, 18 – рычаг; 9, 11 – микропереключатель; 10 – флажок; 12 – шпонка; 15 – электромагнит; 17 – кнопка; 20 – тяга; 22 – двуплечий рычаг; 23 – червяк; 24 – червячная шестерня
Движение подачи осуществляют пинолью 5 совместно со шпинделем IV относительно корпуса головки. От червяка 23 через червячную шестерню 24, шариковую предохранительную муфту 7, кулачковую муфту 2, сменные шестерни k и l вращение передают с вала V на вал VI, а затем через шестерню 3 кулачку 4, посаженному на ось 6. Кулачок воздействует через ролик на ось 13, закрепленную вместе со шпонкой 12 на пиноли 5, и сообщает последней возвратно-поступательное движение. Постоянный контакт кулачка 4 с роликом оси 13 обеспечивает пружина 7, воздействующая на пиноль через рычаг 8.
Движение подачи включают автоматически после срабатывания электромагнита 15. Втягивающийся сердечник магнита поворачивает рычаг 16, который при этом осуществляет зацепление тяги 20 с рычагом 18. Пружина 21 заставляет двуплечевой рычаг 22 (с которым связана тяга 20) повернуться вокруг оси и вторым плечом включить кулачковую муфту 2. После включения муфты замыкается цепь движения подачи и пиноль движется вперед. Рычаг 18 под действием пружины 14, находясь в контакте со шпонкой 12, поворачивается на оси. Свободный конец рычага скользит по выступу тяги 20 и затем попадает в ее паз под действием пружины 19.
Возвращаясь назад, пиноль 5 шпонкой 12 поворачивает рычаг 18, который, перемещая тягу 20, сжимает пружину 21, в результате чего двуплечевой рычаг 22 отключает муфту 2. Вращение кулачка 4 прекращается, и пиноль останавливается в исходном положении. При наладочных работах движение подачи включают нажатием кнопки 17.
Исходное положение контролируют микровыключателем 11, а команда на реверсирование электродвигателя при резьбонарезных работах силовой головки поступает от микропереключателя 9. Управление микропереключателями производят с помощью флажков 10, закрепленных на рычаге 8.
Силовые столы предназначены для установки на них узлов главного движения (расточных, сверлильных, фрезерных бабок, упорных угольников со шпиндельными коробками) или зажимных приспособлений с обрабатываемыми заготовками и сообщения им прямолинейных рабочих движений подачи.
Общий вид и кинематическая схема силового стола с электромеханическим приводом подачи показаны на рис. 9.9. Стол 3 (рис. 9.9, а) перемещается по направляющей плите 4, имеющей плоские или призматические направляющие, ходовым винтом 6 (рис. 9.9, б), приводимым во вращение электродвигателем 1 (рис. 9.9, а) при быстрых ходах и электродвигателем 2 при рабочей подаче. Электромагнитная муфта 7 (рис. 9.9, б) служит для разделения кинематических цепей подачи и быстрых ходов. Подпружиненная многодисковая фрикционная муфта 8 предназначена для предохранения механизмов от поломки при установке стола на жестком упоре 5 (рис. 9.9, а) при обработке торцовых поверхностей. При выполнении цикла работы стола с двумя рабочими подачами используют двухскоростной электродвигатель 2.
а
б
Рис. 9.9. Общий вид (a) и кинематическая схема (б) силового стола с электромеханическим приводом подачи: 1, 2 – электродвигатель; 3 – стол; 4 – направляющая плита; 5 – упор; 6 – ходовой винт; 7 – электромагнитная муфта; 8 – фрикционная муфта