Металлорежущие станки и инструменты

Устройство и принцип работы станка

На рис.2.2 Схема горизонтально-расточного станка 2А620Ф2

Рис 2.2 Схема горизонтально-расточного станка 2А620Ф2

Станок имеет неподвижную переднюю стойку 4 и встроенный поворотный стол 2 с продольным и поперечным перемещением. Передняя стойка и стол расположены на станине 1. По вертикальным направляющим стойки 4 может перемещаться шпиндельная бабка 5. Станок выполнен с нормальным выдвижным шпинделем 3 и радиальным суппортом, расположенным на планшайбе станка. Шпиндельный узел смонтирован на прецизионных подшипниках качения, которые обеспечивают длительное сохранение точности, повышенную жесткость и виброустойчивость. Станок имеет раздельные электрические приводы для перемещения шпиндельной бабки и поперечного перемещения стола. Направляющие станины и салазок стола имеют телескопические защитные устройства.

На рис. 2.3 Компоновка станка 2А620Ф2

Рис 2.33 Компоновка станка 2А620Ф2

Инструмент крепится в шпиндель или в суппорте Д планшайбы и получает главное вращательное движение. Обрабатываемую заготовку устанавливают на столе Б, перемещающемся в продольном W (подача S1) и поперечном по оси Х (S2) направлениях. Стол имеет еще круговую подачу S3. На станине A закреплена стойка B, по направляющим которой перемещается шпиндельная бабка Г по оси Y (подача S4). Расточной шпиндель получает поступательное перемещение по оси Z (подача S5), а суппорт Д имеет радиальную подачу S6. Сверление, зенкерование, растачивание, нарезание резьбы осуществляют подачей S5, фрезерование по восьми- угольному контуру - одновременно подачами S2 и S4, а также фрезерованием с круговой подачей S3. Длинные отверстия удобнее растачивать при продольном перемещении стола (подача S1). При работе планшайбой (подача S6) можно производить обтачивание торцов суппортом, проточку канавок и выступов, растачивание отверстий больших диаметров.

На рис. 2.4 Расположение осей координат в станках с ЧПУ (а); правосторонняя система координат (б)

Рис 2.4 Расположение осей координат в станках с ЧПУ (а); правосторонняя система координат (б)

Для станков с ЧПУ стандартизованы направления перемещений и их символика. Стандартом ISO-R841 принято за положительное направление перемещения элемента станка считать то, при котором инструмент или заготовка отходят друг от друга. Исходной осью (ось Z) является ось рабочего шпинделя. Если эта ось поворотная, ее положение выбирают перпендикулярно плоскости крепления детали. Положительное направление оси Z - от устройства крепления детали к инструменту. Оси Х, Y, Z называются первичными и расположены ближе к шпинделю. Вторичные оси U, V, W параллельны первичным. Углы поворота вокруг первичных осей обозначаются А, В, С (соответственно для поворота вокруг осей Х, Y, Z). Положительным направлением считается вращение по часовой стрелке при взгляде вдоль положительного направления соответствующей оси. При перемещении детали (а не инструмента) положительные значения изменяют направление, их обозначают буквами Х', Y', Z' и т.д.

Кинематика станка

На рис. 2.5 Кинематическая схема горизонтально-расточного станка 2А620Ф2

Рис 2.5 Кинематическая схема горизонтально-расточного станка 2А620Ф2

Главное движение шпиндель VII получает от эл. двигателя М1 (N = 1,1 кВт, n = 1600 мин-1 ) через передачи z = 36-36 (включена муфта М1) или z = 32-40 (включена муфта М2), упругую муфту на валу III, защищающую от динамического воздействия, блоки зубчатых колес Б1 и Б2. С вала VI на шлицевой вал VIII и соответственно на шпиндель VII движение передается через передачу z = 30-86 при включенной муфте М3 или через колеса z = 47-41 при включенной муфте. В первом случае получают нижний диапазон частот вращения, во втором - верхний. В результате переключения муфт М1, М2, М3 и блоков Б1 и Б2 шпиндель имеет 36 теоретических и 23 практических значения частот вращения. Уравнение кинематического баланса для минимальной частоты вращения шпинделя:

nmin = 1600 • 32/40 • 18/72 • 19/60 • 19/61 • 20/86 = 10 мин-1

Планшайба получает вращение по аналогичной кинематической цепи, но с вала VI на вал IX планшайбы движение передается через передачу z = 21-92 при включении муфты М4. При одной и той же наладке частота вращения планшайбы в 1,58 раза меньше частоты вращения шпинделя. Шпиндельное устройство состоит из расточного и полого фрезерного шпинделя. Фрезерный шпиндель смонтирован в прецизионных подшипниках; расточной шпиндель, изготовленный из азотированной стали, перемещается внутри термически обработанных втулок; запрессованных во фрезерном шпинделе. В расточном шпинделе зажим инструмента механизирован. Движение подачи осуществляется от двигателей постоянного тока М2 и М3 (N = 3,8 кВт, n = 2200 мин-1) с тиристорным управлением (диапазон регулирования 1:1000). Подвижные механизмы имеют высокочастотные закаленные боковые направляющие качения и закрепляются автоматически. От двигателя М2 через редуктор получают осевое перемещение шпиндель, радиальное перемещение шпиндель, радиальное перемещение суппорт планшайбы, вертикальное перемещение шпиндельная бабка и продольное перемещение стол, от двигателя М3 - поперечное перемещение и поворот стол. Продольное перемещение стола осуществляется парой винт-гайка качения XIV, получающий вращение от вала X через передачи z = 22-62, 25-49, 49-39 при включенной муфте М5. Вертикальное перемещение шпиндельная бабка получает от двигателя М2 через передачи z = 22-62, z = 40-32, z = 58-64 (при включенной муфте М13), z = 40-48, z = 41-47-47 и пару винт-гайка качения XXXVI с шагом Рх.в = 10 мм.

Уравнение кинематической цепи для вертикальной подачи:

Sверт = nдв 22/62 • 40/32 • 58/64 • 40/48 • 41/47 • 47/47 • 10 мм/мин.

Для предотвращения падения шпиндельной бабки при обрыве троса противовеса имеется специальный механизм на валу XXXIV.

Осевая подача шпинделя осуществляется от вала 10 через передачи z = 22-62, z = 40-32, z = 4-29, вал XIX, муфту М10, зубчатые пaры z = 44-16, z = 32-31 и передачу винт-гайку качения XXVI.

Уравнение кинематической цепи для минимальной осевой подачи:

Sос = nдв 22/62 • 40/32 • 4/29 • 44/16 • 32/31 • 10 мм/мин.

Нарезание резьбы можно осуществлять или вращением шпинделя с одновременным продольным перемещением его, или радиальным суппортом планшайбы при продольном перемещении стола. В обоих случаях нужный шаг резьбы получают подбором сменных колес а, b, c, d.

1об.шп. 86/30 • 67/94 • а/ b • с/ d • 18/36 • 4/29 • 44/16 • 32/31 • 10 = Рн.р

откуда а/ b • с/d = Рн.р/4, где Рн.р - шаг нарезаемой резьбы.

Радиальное перемещение суппорта планшайбы осуществляется через дифференциальный механизм. Корпус дифференциала вращается от вала IX планшайбы через косозубую передачу z = 92-21, а центральное зубчатое колесо дифференциала

z = 16 валу XXI получает вращение от привода вала Х через передачи z = 22-62, z = 40-32, z = 4-29, z = 64-50 (при включенной муфте М8). Дифференциал, суммируя оба эти движения, вращает вал XXIII и

через передачи z = 35-100, z = 100-23 - вал XXIV, коническую пару z = 17-17 и червячно-реечную передачу перемещается радиальный суппорт планшайбы. Дифференциальный механизм обеспечивает перемещение суппорта во время вращения планшайбы с разными значениями подачи.

По формуле Виллиса определим передаточное число дифференциала

n1 -n0 /n4 -n0 = z2 /z1 • z4 /z3 • (-1)m.

В данном случае n1, n4 и n0 - соответственно частоты вращения валов XXI, XXIII и поводка XXII с зубчатым колесом z = 21, числа зубьев колес в дифференциале z1 = 16, z2 = 32, z3 = 16, z4 = 23. Таким образом, n1 -n0 /n4 -n0 = 32/16• 23/16 = 23/8.

Уравнение кинематической цепи радиальных подач в общем виде

Sрад = nдв 22/62 • 40/32 • 4/29 • 64/50 • 8/23 • 35/100 • 100/23 • 17/17 •16 мм/мин.

Поперечное перемещение стола происходит от эл.двигателя М3 через передачи z = 24-82-82 при включенной муфте М15 и винт-гайку качения Р = 10 мм.

На рис.2.6 Привод радиального суппорта станка 2А620Ф2

Рис 2.6 радиального суппорта станка 2А620Ф2

Круговая подача стола осуществляется от эл.двигателя М3 при включении муфты М17 через передачи z = 24-82-82-52, z = 2-35, z = 13-188. Во всех цепях подач имеются тормозные электромагнитные муфты (М5, М11, М12, М14, М16, М18).

Быстрое перемещение рабочих органов происходит от двигателей М2 и М3 при разгоне до соответствующей частоты вращения.

Штурвальное устройство 1 позволяет осуществлять ручное тонкое перемещение шпинделя, радиального суппорта, шпиндельной бабки и продольное перемещение стола при включении муфты М7, а также быстрое перемещение выдвижного шпинделя при включении М9. Лимбы отсчета перемещений шпинделя 3 и радиального суппорта 2 кинематически связаны с приводом подач шпинделя и радиального суппорта. Муфта обгона М0 на валу XVIII отключает вращение штурвала 1 при механических подачах.

привод радиального суппорта 1 станка. Суппорт с червячной рейкой 9 получает перемещение через зубчатые колеса 3, 2, винт 4 и червяк 5, состоящий из двух частей.

Осевой зазор между червяком и рейкой устраняют путем сближения частей червяка регулировочным винтом 8. Для этого предварительно с помощью винта 6 освобождается винт 7. Зазор регулируют, а затем фиксируют требуемое положение винта 8.

Глава 3 ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК 2А135

На рис.3.1 ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК 2А135

Рис3.1 ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК 2А135

Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования, развёртывания отверстий, а также для нарезания резьбы метчиками.

Таблица 3.1 Технические характеристики 2А135

ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК 2А135

Общая характеристика станка

Назначение станка. Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкерования и развертывания отверстий в различных деталях, а также для торцевания и нарезания резьб машинными метчиками в условиях индивидуального и серийного производства. На станке модели 2А135 обрабатываются детали сравнительно небольших размеров и веса.

Техническая характеристика станка

· Наибольший диаметр сверления в мм - 35

· Расстояние от оси шпинделя до лицевой стороны станины в мм -300

· Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола в мм -750

· Наибольший ход шпинделя в мм - 225

·Наибольшее установочное перемещение шпиндельной бабки в мм - 200

· Размеры рабочей поверхности стола в мм:

длина - 500

ширина - 450

· Наибольшее вертикальное перемещение стола в мм - 325

· Число скоростей вращения шпинделя - 9

· Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту 68-1100

· Количество величин подач - 11

· Пределы величин подачи в мм/об .0,115--1,6

· Мощность главного электродвигателя в кВт 4,5

Основные узлы станка А -- стол; Б -- шпиндельная бабка с коробкой подач и подъемным механизмом; В -- коробка скоростей; Г -- станина (колонна); Д -- основание станины. Органы управления. 1 -- рукоятка перемещения стола; 2 -- штурвал для подъема и опускания шпинделя и для включения механической подачи. Движения в станке. Движение резания -- вращение шпинделя с режущим инструментом. Движение подачи -- осевое перемещение шпинделя с режущим инструментом. Вспомогательные движения -- ручные перемещения стола и шпиндельной бабки в вертикальном направлении и быстрое ручное перемещение шпинделя вдоль его оси. Принцип работы. Обрабатываемая деталь устанавливается на столе станка и закрепляется в машинных тисках или в специальных приспособлениях. Совмещение оси будущего отверстия с осью шпинделя осуществляется перемещением приспособления с обрабатываемой деталью на столе станка. Режущий инструмент в зависимости от формы его хвостовика закрепляется в шпинделе станка при помощи патрона или переходных втулок. В соответствии с высотой обрабатываемой детали и длиной режущего инструмента производится установка стола и шпиндельной бабки. Отверстия могут обрабатываться как ручным перемещением шпинделя, так и механической подачей. Конструктивные особенности. Станок обладает высокой жесткостью, прочностью рабочих механизмов, мощностью привода и широким диапазоном скоростей резания и подач, позволяющим использовать режущий инструмент, оснащенный твердым сплавом. Наличие электрореверса, управляемого как автоматически, так и вручную, обеспечивает возможность нарезания резьбы при ручном подводе и отводе метчика. В конструкции вертикально-сверлильного станка модели 2А135 предусмотрено автоматическое включение движения подачи после быстрого подвода режущего инструмента к обрабатываемой детали и автоматическое выключение подачи при достижении заданной глубины сверления. Заданная глубина сверления несквозных отверстий обеспечивается специальным механизмом останова с упором. Этот механизм является одновременно предохранительным устройством, предохраняющим механизм подач от поломок при перегрузках. Шпиндель станка смонтирован на прецизионных подшипниках качения. Нижняя опора состоит из радиального шарикового подшипника класса АВ. В верхней опоре установлен один шариковый подшипник класса В. Заводом предусмотрена возможность смены приводных шкивов клиноременной передачи, что позволяет устанавливать пределы чисел оборотов шпинделя в соответствии с технологическими задачами. Для сокращения вспомогательного времени на станке модели 2А135 обеспечена возможность включения и выключения подачи тем же штурвалом, который осуществляет ручное быстрое перемещение шпинделя. Модели вертикально-сверлильных станков. На машиностроительных заводах получили распространение следующие модели вертикально-сверлильных станков: 2118, 2118А, 2Б118 для сверления отверстий в мягкой стали диаметром до 18 мм; 2125 и 2А125 для сверления отверстий диаметром до 25 мм; 2135, 2А135 для сверления отверстий диаметром до 35 мм; 2150, 2А150 и 2170 для сверления отверстий диаметром соответственно до 50 и 70 мм. Выпущен станок модели 2Н135А.

Кинематика станка модели 2AI35

Движение резания. Шпиндель V (рис. 8) приводится в движение электродвигателем мощностью 4,5 кВт через клиноременную передачу 140--178 и коробку скоростей.

На валу I коробки скоростей находится тройной подвижной блок шестерен Б1, обеспечивающий валу II три скорости вращения. От вала II через шестерни 34--48 вращение передается валу III, на котором расположен тройной подвижной блок шестерен Б2, приводящий в движение полый вал IV, связанный шлицевым соединением со шпинделем V. Как видно из графика (рис.8), шпиндель V имеет девять скоростей вращения. Наибольшее число оборотов шпинделя nmax с учетом упругого скольжения ремня определяется из выражения Движение подачи. Движение подачи заимствуется от шпинделя V.

Движение передается через шестерни 27--50 и 27--50, коробку подач с выдвижными шпонками, предохранительную муфту М1 вал IX, червячную передачу 1--47, зубчатую муфту М2, вал X и реечную передачу гильзе шпинделя. В коробке подач расположены трех- и четырехступенчатый механизмы с выдвижными шпонками. От вала VI три скорости вращения сообщаются валу VII, на котором жестко закреплены шестерни 60, 56, 51, 35 и 21. От вала VII четыре скорости вращения передаются валу VIII. Теоретически коробка подач обеспечивает 12 скоростей вращения, однако, как видно из графика), одна из них повторяющаяся, поэтому станок модели 2А135 имеет только 11 различных величин подач.

Страницы: 1, 2, 3