ОБРАБОТКА ЗАГОТОВОК НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ. ТИПЫ СТАНКОВ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОКАРНЫХ СТАНКАХ
Обработка на станках токарной группы заготовок, имеющих форму тел вращения, получила широкое распространение. При точении (обтачивании) совершается два движения резания: вращательное движение заготовки (главное движение) и поступательное движение режущего инструмента — резца (движение подачи).
На станках токарной группы помимо обтачивания наружных цилиндрических, конических и фасонных поверхностей выполняют следующие операции: растачивание цилиндрических и конических отверстий, подрезание торцовых поверхностей, нарезание наружной и внутренней резьбы, разрезание, обкатывание роликами и шарами, алмазное выглаживание. Кроме того, на этих станках можно сверлить, зенкеровать, развертывать отверстия, а при установке специальных механизмов — проводить и другие виды обработки.
На токарных станках производят обдирочную, черновую, полу- чистовую и чистовую обработки, а также тонкую обработку различными резцами.
На рис. 34.1 показан общий вид токарно-винторезного станка. Левая 1 и правая 14 тумбы поддерживают станину 2 с призматическими направляющими. На станине монтируют узлы станка, в левой тумбе устанавливают электродвигатель главного движения, в правой — насосную станцию и бак для подачи и хранения смазочноохлаждающей жидкости. Слева устанавливают переднюю бабку 6 с панелью управления 5. Передачи и механизмы передней бабки позволяют изменять в широком диапазоне частоту вращения шпинделя, в данном случае — с закрепленным на нем патроном. Ниже передней бабки на лицевой стороне станины крепят коробку подач 3. Передачи и механизмы коробки подач служат для изменения скоростей перемещения суппорта (подач). Она дает возможность также переналаживать станок для нарезания резьбы с помощью коробки сменных зубчатых колес 4. Справа на станине располагают заднюю бабку 11, назначение которой (помимо поддержки заготовки во время обработки задним центром) — закрепление осевого инструмента.
Рис. 34.1. Общий вид токарно-винторезного станка
По направляющим станины между передней и задней бабками перемещается с продольной подачей S суппорт 7. На суппорте имеется средняя поперечная каретка, с помощью которой перпендикулярно оси вращения заготовки производится поперечная подача Sn. Верхний поворотный суппорт 9 устанавливают под любым углом к оси заготовки при обработке конических поверхностей. На верхнем суппорте смонтирован четырехпозиционный поворотный резцедержатель (резцовая головка) 8. На продольном суппорте закреплен фартук 10, передачи и механизмы которого преобразуют вращательное движение ходового винта 12 или ходового валика 13 в поступательное движение суппорта. На станке устанавливают экран (на схеме не показан) для защиты работающего от стружки.
По способу совершения рабочих циклов станки подразделяют на универсальные, полуавтоматические и автоматические.
На универсальном станке рабочий-оператор составляет порядок обработки и изготавливает деталь. Программой обработки для него является технологический процесс. Ручное управление станком позволяет корректировать непосредственно программу.
Станок, работающий в автоматическом режиме, оснащен системой управления, которая заставляет его выполнять определенную программу без вмешательства человека. Автомат нуждается лишь в контроле и наладке. Полуавтоматом называют машину, работающую с автоматическим циклом, для повторения которого требуется вмешательство рабочего. Неавтоматизированными операциями являются, как правило, загрузка и съём обработанных изделий.
Одним из определяющих признаков классификации современных автоматов и полуавтоматов считается тип системы управления. Существуют станки с механической системой управления, когда в качестве программоносителя выступает распределительный вал с кулачками, число которых соответствует числу управляемых механизмов.
Вместо кулачков программоносителями являются копиры, профиль которых полностью соответствует профилю обрабатываемых деталей. Многие автоматы и полуавтоматы используют систему управления по упорам. При этом передача и преобразование сигналов от упоров осуществляются либо электрической схемой управления станком, либо с помощью ЭВМ. В последнем случае упоры выполняют функции путевых датчиков.
Следующая категория автоматов и полуавтоматов — станки с электро-, гидро- или фотокопировальными устройствами.
Более прогрессивными являются системы управления, в которых программа работы автомата или полуавтомата задается как система чисел.
Представленный на рис. 34.1 токарно-винторезный станок является универсальным и наиболее приемлемым для единичного и мелкосерийного производств.
На токарно-револьверном станке (рис. 34.2, а) в револьверной головке (револьверном суппорте) 2 устанавливают различные инструменты. Различают станки с вертикальной, горизонтальной или наклонной осью вращения револьверной головки. На станках с многогранной головкой, вращающейся относительно вертикальной оси, имеются один или два поперечных суппорта 1, что расширяет возможности многоинструментальной обработки.
Быстрая смена инструмента в процессе обработки, предварительная наладка станка, приводящая к возможности обработки по упорам 3, и одновременная обработка несколькими инструментами делают токарно-револьверные станки более производительными и пригодными для серийного производства. Производят на этих станках детали типа штуцеров, ступенчатых валов, фланцев, колец,втулок и др.
Крупные и тяжелые заготовки обрабатываются на токарно-карусельных станках (рис. 34.2, б), одно- или двухстоечных (2, 4). Станок имеет круглый стол 1 диаметром до 21 м с вертикальной осью вращения. Инструменты закрепляют в резцедержателях верхнего 3 и бокового 7 суппортов, а также в револьверной головке 6. В одностоечных станках устраивают вертикальный револьверный и боковой
Рис. 34.2. Общий вид станков токарной группы суппорты. Револьверную головку и верхний суппорт устанавливают на движущейся вверх-вниз траверсе 5.
Одновременная обработка несколькими инструментами повышает производительность станка. На токарно-карусельных станках обрабатывают заготовки рабочих колес турбин, массивных зубчатых колес, маховиков, корпусов и т.д. в единичном и серийном производствах.
Обработку заготовок ведут и на многорезцовых токарных полуавтоматах (рис. 34.2, в), снабженных двумя суппортами: верхним 7, имеющим только поперечную подачу, и нижним 2, имеющим только продольную подачу. Одновременно закрепляют большое количество инструментов. Обрабатывают на станках только наружные поверхности у заготовок деталей типа блоков зубчатых колес, шпинделей, ступенчатых валов и др.
На вертикальных многошпиндельных полуавтоматах роторной обработки (рис. 34.2, г) проводят многоплановую обработку. На станине устанавливают круглый стол 2 с вращающимися шпинделями 3, в которых одновременно обрабатывают несколько заготовок (по числу шпинделей). На центральной колонне, сделанной заодно со столом, закреплены суппорты 4, совершающие вертикальные движения подачи.
Стол и подвижная колонна (общая карусель) вращаются вокруг неподвижной колонны 6, на верхнем конце которой закреплен кулачок 5 подач суппортных групп. Обработку ведут инструменты вертикальных суппортов, за один оборот карусели и колонны обработка заканчивается. Обрабатывают на станках заготовки деталей типа зубчатых колес, корпусов, дисков турбин и др.
Заготовки деталей разных наименований, но небольших размеров (диаметром до 36 мм) обрабатывают на одношпиндельных токарноревольверных автоматах (рис. 34.2, д). Шпиндельная бабка 2 автомата снабжена цанговым патроном, зажимным и подающим пруток механизмами. На станине 7 и шпиндельной бабке установлены поперечные суппорты 3, имеющие только поперечные подачи. Также на станине закреплен еще один суппорт 5 продольной подачи с револьверной головкой 4. Всеми движениями (рабочими, установочными и вспомогательными) в автомате управляет кулачковый распределительный вал 6. Таким образом, на станках подобного типа весь цикл обработки совершается автоматически. Это дает высокую производительность труда. Автоматы применяют для обработки больших партий деталей.
Многошпиндельные автоматы параллельной обработки (рис. 34.2, ё) широко распространены в массовом производстве. Эти автоматы обладают жесткой конструкцией, что делает возможной многоинструментальную обработку
Станина 1 станка несет на себе переднюю 2 и заднюю 5 стойки, соединенные вверху поперечиной 4. На торце передней стойки установлены передний и задний поперечные суппорты 3. В задней стойке установлены упоры 6. Заготовки перед обработкой пропускают через полые шпиндели; в данном случае одновременно обрабатывают наружные поверхности четырех заготовок одинаковых деталей.
Последовательную обработку заготовок проводят на многошпиндельных автоматах, один из которых показан на рис. 34.2, ж. На станине 1 установлены передняя 2 и задняя 5 стойки; в передней стойке смонтирован шпиндельный блок 3, а в задней — коробка скоростей 6. Обработку ведут инструментами, закрепленными в поперечных суппортах 4, которые установлены против каждого шпинделя, и в зажимных устройствах кареток осевого суппорта 7. Каретки установлены на одной оси со шпинделями, против которых они располагаются. Поворот шпиндельного блока влечет за собой подачу заготовки на следующую позицию, где продолжается ее обработка новым набором инструментов. Предпоследняя позиция является позицией окончательной обработки и отрезки готовой детали от прутка. На следующей позиции пруток подается до упора, и далее совершается новый цикл обработки.
