Файл: А. В. Демидов С. Л. Новокщенов.pdf

94
В карусельных станках ось шпинделя расположена вертикаль- но, а лобовая плоскость планшайбы - горизонтально. Облегчается установка, выверка и закрепление заготовки. Токарно-карусельные станки изготовляют двух типов: одностоечные (планшайба диамет- ром до 1600 мм) и двухстоечные (до 25000 мм и более). Карусель- ные станки могут оснащаться приспособлениями для шлифования и фрезерования. Тогда кроме токарной обработки можно выполнять и эти операции.
Автоматом называется станок, в котором все рабочие и вспо- могательные движения, необходимые для обработки заготовки, включая ее установку и снятие обработанной детали, осуществляет- ся автоматически. Обслуживание автомата сводится к периодиче- ской наладке, подаче материала на станок и контролю обработанных деталей. Полуавтоматомназывается автоматический станок, в ко- тором часть вспомогательных движений (обычно связанных с уста- новкой заготовок и снятием обработанных деталей) выполняется вручную.
По виду заготовки автоматы и полуавтоматы делят на прутко-
вые и патронные. Прутковые станки служат для обработки дета- лей из прутков (круглых, квадратных или шестигранных) и труб, закрепляемых в цанговом патроне, а патронные – для обработки штучных (литых или штампованных) заготовок, устанавливаемых в кулачковых патронах или центрах. Как правило, автоматы являются прутковыми, а полуавтоматы – патронными.
Токарные автоматы и полуавтоматы применяют для обра- ботки деталей сложной формы несколькими инструментами, кото- рые устанавливаются на суппортах и в специальных приспособлени- ях. По степени универсальности токарные автоматы и полуавтоматы делят на универсальные, предназначенные для обработки разных деталей, и специализированные, имеющие более узкое назначение.
По числу шпинделей токарные автоматы и полуавтоматы делят на одно- и многошпиндельные, по расположению шпинделей – на го- ризонтальные и вертикальные.
Одношпиндельные токарные автоматы применяют в крупно- серийном и массовом производствах для изготовления мелких дета- лей из прутков и труб. По технологическому назначению они делят- ся на фасонно-отрезные, продольного точения и револьверные.
Фасонно-отрезные автоматы предназначены для изготовле- ния коротких деталей сравнительно простой формы из прутка диа-

95 метром до 40 мм. Пруток 1 (рис. 4.18, а), закрепленный в цанговом патроне 4 шпинделя 3, вращающегося в подшипниках шпиндельной бабки 2, обрабатывается фасонными и отрезным резцами, установ- ленными в двух-четырех суппортах 5 и 7. Суппорты сообщают рез- цам поперечную (радиальную или тангенциальную) подачу s поп
Рис. 4.18. Схемы работы одношпиндельных токарных автоматов

96
Продольной подачи эти автоматы не имеют. Перед закреплени- ем в патроне пруток с помощью специального устройства подается отводимого упора 6.
На автоматах продольного точения изготовляют сравнительно длинные детали диаметром до 32 мм. Особенностью этих автоматов является то, что движение продольной подачи осуществляется в них не резцами, как обычно в станках токарной группы, а обраба- тываемым прутком 1 (рис. 4.18, б). Это движение сообщается ему подвижной шпиндельной бабкой 2, перемещающейся по направ- ляющим станины 6. Такая конструкция станка позволяет примерить неподвижный люнет 3, который, предупреждая деформации прутка под действием сил резания, существенно повышает точность обра- ботки. Люнет расположен непосредственно перед двумя-четырьмя поперечными суппортами 4 и 7 с закрепленными в них резцами. В процессе резания кручению и изгибу все время подвергается полное сечение необработанного прутка. Комбинируя движения продоль- ной и поперечной подачи, можно получить ступенчатые, конические и фасонные поверхности без применения фасонных резцов. Сверле- ние, зенкерование, нарезание резьбы метчиками или плашками про- изводят с помощью специальных приспособлений 5, имеющих про- дольную подачу.
Револьверные автоматы представляют собой полностью авто- матизированные револьверные станки. Они предназначены для изго- товления деталей сложной формы, требующих выполнения значи- тельного количества разнообразных переходов. Инструменты, рабо- тающие с продольной подачей, закрепляются в револьверной голов- ке 2 (рис. 4.18, в), смонтированной на продольном суппорте 3, а рез- цы, работающие с поперечной подачей, закреплены в поперечных суппортах 1 и 4. Детали обычно изготовляют из прутков диаметром до 40 мм, однако при наличии автоматизированного загрузочного устройства можно обрабатывать и штучные заготовки.
Одношпиндельные токарные полуавтоматы выпускаются с го- ризонтальным (реже вертикальным) расположением оси шпинделя.
Все они являются многорезцовыми станками. Общее число режущих инструментов в наладке доходит до нескольких десятков. Все полу- автоматы этого типа делят на три вида: многорезцовые, копиро- вальные и многорезцово-копировальные.
Многорезцовые токарные полуавтоматы применяют в крупно- серийном и массовом производствах для обработки ступенчатых

97 валов, втулок, поршней, шкивов, шестерен, блоков зубчатых колес и тому подобных деталей, устанавливаемых в центрах, в патроне или на оправке. Идея многорезцовой обработки заключается в том, что обрабатываемая поверхность заготовки разбивается по длине на ряд участков, каждый из которых обрабатывается своим резцом. Это позволяет существенно сократить машинное время.
По компоновке многорезцовые полуавтоматы аналогичны уни- версальным токарным станкам, но отличаются наличием двух суп- портов: продольного и поперечного. На продольном суппорте уста- навливают проходные резцы, которые, врезаясь на определенную глубину резания, производят затем совместное обтачивание различ- ных поверхностей заготовки. На поперечном суппорте, совершаю- щем движение поперечной подачи, устанавливают подрезные, фа- сонные и канавочные резцы.
На рис. 4.19,а приведена схема работы многорезцового полу- автомата модели 1Н713.
Рис. 4.19. Схемы работы одношпиндельных токарных полуавтоматов

98
Заготовка вала 4 установлена на центрах. Крутящий момент пе- редается заготовке от шпинделя самозахватывающим поводковым патроном 2 с эксцентриковыми кулачками 3 с высечкой и утопаю- щим центром 1, обеспечивающим базирование заготовки по центро- вому отверстию и торцу. Для центрирования по правому центровому отверстию используется вращающийся центр 6, находящийся в пи- ноли задней бабки станка. При выполнении операции продольный верхний суппорт 5 совершает движения врезания s вр
, рабочей подачи s
пр и отвода в исходное положение, а поперечный нижний суппорт 7 совершает рабочий ход 5доп на заготовку и холостой ход в исходное положение (на многорезцовых полуавтоматах моделей более ранних выпусков - 1А720, 1А730 и др. - суппорты располагаются в горизон- тальной плоскости: продольный суппорт является передним, а попе- речный - задним).
При многорезцовой обработке на заготовку действует сразу не- сколько сил резания, поэтому она должна быть достаточно жесткой.
Точность обработки не может быть высокой, на нее влияют погреш- ности установки резцов - их неодинаковое изнашивание и изменение суммарной силы резания по мере вступления в работу очередных резцов. Поэтому на многорезцовых станках производят черновое или получистовое точение. По сравнению с однорезцовым обтачи- ванием скорость резания необходимо снижать для повышения пе- риода стойкости инструмента с целью сокращения числа тру- доемких переналадок. В результате во многих случаях при обработ- ке многоступенчатых валов (в том числе нежесткой конструкции), а также деталей с коническими и фасонными поверхностями более эффективным может оказаться метод однорезцового обтачивания

99 неподвижным копиром 3 или эталонной деталью. Кроме копиро- вального суппорта имеются один-два нижних поперечных суппорта
4 для подрезки уступов, прорезания канавок, снятия фасок. Суппор- ты расположены почти вертикально (под углом 75° к гори- зонтальной плоскости), что облегчает обзор зоны обработки.
На копировальных полуавтоматах все движения, кроме враще- ния заготовки, осуществляются от гидропривода, который обеспе- чивает рабочие подачи и быстрый отвод суппортов, движение копи- рования, поджим пиноли задней бабки, растормаживание и тормо- жение шпинделя. Эти полуавтоматы имеют значительные преиму- щества перед многорезцовыми полуавтоматами, снабженными ку- лачковыми распределительными валами, так как гидравлический привод облегчает и упрощает автоматизацию, снижая продолжи- тельность наладочных работ и уменьшая подготовительно-заключи- тельное время.
Третья разновидность одношпиндельных токарных полуавтома- тов - многорезцово-копировальные (модели 1708, 1713) - сочетает в себе лучшие качества двух предыдущих видов полуавтоматов. Это гидрофицированные станки, на которых копирование может вестись с одного-двух верхних копировальных суппортов, независимо каж- дым от своего копира, а один-два нижних поперечных суппорта также могут производить обработку независимо многими резцами.
На одношпиндельных токарных полуавтоматах обрабатывают заготовки с наибольшим диаметром от 160 до 800 мм и длиной от
100 до 2800мм. Эти станки могут быть оснащены автоматическими загрузочными устройствами (т. е. превращены в автоматы) и встроены в автоматические линии.
С целью повышения производительности в условиях крупно- серийного и массового производств применяют многошпиндельные
токарные автоматы и полуавтоматы, имеющие несколько (4 - 12, чаще 4, 6 или 8) одновременно работающих шпинделей. У много- шпиндельных автоматов шпиндели расположены горизонтально, у многошпиндельных полуавтоматов — горизонтально или верти- кально.
На рис. 4.20, а показана схема работы четырехшпиндельного токарного автомата. В основном узле автомата - шпиндельном блоке
5 - расположены четыре шпинделя, в каждом из которых с помощью цангового патрона закреплен пруток. Каждый шпиндель занимает определенное положение - позицию, обозначенную римской цифрой

100
(I - IV). В процессе выполнения операции шпиндельный блок пе- риодически поворачивается и шпиндели переходят в новые позиции
(из позиции I в позицию II, из позиции II - в позицию III и т. д.). Ка- ждый пруток последовательно обрабатывается в четырех позициях инструментами, установленными на четырех поперечных суппортах
1 - 4 и на одном продольном суппорте 6, обслуживающем все четыре позиции. В каждой позиции выполняется определенный технологи- ческий переход (или совокупность переходов), после чего суппорты быстро отводятся назад, а шпиндельный блок поворачивается на 90°.
Предположим, нужно обработать деталь, показанную на рис.
4.20, б. В позиции 1 пруток подается до упора и зажимается, а затем резцом поперечного суппорта 1 (рис. 4.20, а) прорезается канавка.
После поворота блока заготовка займет позицию II, где широким резцом поперечного суппорта 4 обтачивается цилиндрическая по- верхность. Блок снова поворачивается, и заготовка переходит в по- зицию III, где сверлом, установленным в продольном суппорте 6, сверлится отверстие (поперечный суппорт 3 в этой позиции в дан- ном примере не работает). В позиции IV резцом суппорта 2 отреза- ется готовая деталь.
Рис. 4.20. Схемы работы многошпиндельных токарных автоматов и полуавтоматов
Цикл работы автомата, т. е. время между двумя последователь-

101 ными поворотами шпиндельного блока на 90 °, складывается из тех- нологических переходов и холостых движений, необходимых для быстрого подвода и отвода инструмента, подачи и зажима прутка, вывода фиксатора и поворота шпиндельного блока. За каждый цикл происходит обработка одной детали, а за полный оборот шпиндель- ного блока обрабатываются четыре детали. Рабочий цикл определя- ется временем обработки в позиции с наиболее трудоемким перехо- дом (или совокупностью переходов). Поэтому технологический процесс автоматной операции разрабатывают таким образом, чтобы машинное время обработки во всех позициях было примерно одина- ковым. При разработке технологического процесса следует по воз- можности совмещать переходы, выполняемые продольными и попе- речными суппортами.
На многошпиндельных токарных автоматах производят цен- трование, черновое, чистовое и фасонное обтачивание, подрезку торцов и уступов, снятие фасок, проточку канавок, сверление, зен- керование и развертывание отверстий, нарезание внутренних и на- ружных резьб, фрезерование шлицев, отрезку. Кроме того, можно выполнять обработку без снятия стружки: накатку рифлений, резь- бы, раскатку отверстий и т. п.
Многошпиндельныетокарные автоматы выпускаются для обра- ботки прутка максимальным диаметром от 36 до 125 мм.
Многошпиндельные токарные полуавтоматы предназначены для изготовления деталей из литых или штампованных заготовок, а также из кусков проката. На этих станках производят точение и рас- тачивание цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы и другие виды токарной обработки,
Горизонтальные многошпиндельные полуавтоматы обычно проектируют на базе шестишпиндельных автоматов. Главное отли- чие этих полуавтоматов состоит в том, что установку в патрон штучных заготовок производят вручную. Поэтому шпиндель, попа- дающий в загрузочную позицию, останавливается для снятия гото- вой детали и установки новой заготовки, в то время как все осталь- ные шпиндели продолжают вращаться, производя обработку дета- лей. По окончании загрузки шпиндель начинает вращаться, и после поворота шпиндельного блока заготовка, попадая в очередную по- зицию, обрабатывается. В загрузочной позиции имеются устройства для включения и выключения вращения шпинделя и зажима заго-