МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ
СТАНКИ
Н С. АЧЕРКАН, А. А. ГАВРЮШИН. В. В. ЕРМАКОВ, Н. В. ИГНАТЬЕВ,
А А. КАКОЙЛО, В. А. КУДИНОВ, А. А. КУДРЯШОВ, Н. М. ЛИСИЦЫН,
Ю Е. МИХЕЕВ, В.Э. ПУШ, О. Н. ТРИФОНОВ, А. А. ФЕДОТЕНОК, В. С. ХОМЯКОВ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ
СТАНКИ
Том 1
Под редакцией
Засл, деятеля науки и техники РСФСР
д-ра техн, наук проф.
Н. С. АЧЕРКАНА
ВТОРОЕ ПЕРЕРАБОТАННОЕ ИЗДАНИЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
Москва 1965
УДК 621.90 (022)
Книга знакомит читателя с типажом отечественных метал-
лорежущих станков, их кинематикой, устройством и примене-
нием, с основами расчета важнейших механизмов и деталей стан-
ков, методами испытаний этих машин. Особое внимание уделено
автоматам, в том числе с программным управлением, и автома-
тическим линиям, гидрооборудованию станков, а также стан-
кам для инструментального производства.
Книга предназначена главным образом для инженеров-
машиностроителей, занятых проектированием, изготовлением и
эксплуатацией разнообразного станочного оборудования.
Книга может быть использована также студентами машино-
строительных вузов, особенно специальности «Технология ма-
шиностроения, металлорежущие станки и режущий инструмент».
Рецензент инж. В. И. Абанкин
ПРЕДИСЛОВИЕ
Со времени выхода в свет первого издания этой книги прошло сравни-
тельно немного времени — около семи лет. За этот короткий срок типаж
металлорежущих станков, выпускаемых в СССР и за рубежом, суще-
ственно обновился. Поиски путей и способов повышения производитель-
ности и степени автоматизации станков, точности и надежности их работы,
статической и динамической жесткости и технологичности конструкций
। при одновременном снижении себестоимости и эксплуатационных расходов
привели к новым, часто оригинальным и эффективным решениям. Об этом
свидетельствуют многочисленные новые экспонаты на Выставке достиже-
ний народного хозяйства (ВДНХ) СССР и зарубежных выставках станков,
а также авторские свидетельства и патенты, предметом которых являются
(различные узлы и механизмы станков, их компоновка, элементы оснастки
и пр. Многие новые решения найдены опытным путем, другие получены
(в результате теоретических исследований с последующей эксперимен-
тальной проверкой. В этом отношении особенно много сделано в Экспери-
ментальном научно-исследовательском институте металлорежущих стан-
ков (ЭНИМСе), специальных конструкторских бюро и на станкостроитель-
|ных заводах. Немалый вклад в науку о станках и в практику станкострое-
|ния внесли научно-исследовательские и проектные организации социали-
стических стран — Чехословакии, Польши, ГДР, Венгрии и др., а также
передовых в техническом отношении капиталистических стран.
, Авторский коллектив стремился познакомить читателей книги с важ-
нейшими достижениями в этой области машиностроения. Электрические
Ь^жцмические методы обработки материалов, ультразвуковая обработка,
гзкий паучок электронов (электронный луч), лазеры и плазма несомненно
| будущее заменят обычные режущие инструменты или будут приме-
няться народу с ними. Однако пока еще эти новые методы обработки не
казали ск< элько-нибудь существенного влияния на типаж металлорежу-
щих станксэв.
Для второго издания написаны заново три раздела книги: раздел I «Об-
\ий курс металлорежущих станков» (авторы канд. техн, наук А. А. Гаврю-
тин, канд/. техн. наук доц. Н. М. Лисицын, канд. техн, наук доц. О. Н. Три-
онов); р/аздел VI «Автоматы и автоматические линии» (канд. техн, наук
1оц. Н. В. Игнатьев, инж. А. А. Какойло и доц. Ю. Е. Михеев); раздел VII
Испытаний и исследование станков» (канд. техн, наук В. С. Хомяков).
Материал остальной части книги (раздел II «Станки инструментального
4
ПРЕДИСЛОВИЕ
производства», канд. техн, наук доц. А. А. Кудряшов; раздел III «Кинема-
тика станков», д-р техн, наук проф. А. А. Федотенок; раздел IV «Гидравли-
ческий привод металлорежущих станков», канд. техн, наук доц. В. В. Ерма-
ков и раздел V «Расчет и конструирование станков», д-р техн, наук проф.
Н. С. Ачеркан, канд. техн, наук доц. Н. В. Игнатьев, канд. техн, наук
В. А. Кудинов и д-р техн, наук проф. В. Э. Пуш) частично обновлен,
а частично написан заново.
Стремление коллектива авторов книги ознакомить читателя с важней-
шими вопросами компоновки станков, с основными принципами их кине-
матической структуры, конструкции и расчета механических и гидравли-
ческих узлов, специфических для металлорежущих станков, с проблемами
автоматизации отдельных станков и станочных линий, с теорией и прак-
тикой испытаний и исследования этих машин привело к довольно значи-
тельному увеличению объема книги по сравнению с первым изданием.
Несмотря на это и в новом издании не удалось осветить с достаточной
обстоятельностью, ряд вопросов гидро- и пневмоавтоматизации станков,
методы расчета корпусных деталей, направляющих качения и гидростати-
ческих и других шпиндельных узлов с гидро- и аэродинамическими
подшипниками в опорах, механизмов ходовой винт — гайка жидкостного
трения и с гайками качения и т. д. Отсутствие этих материалов в данной
книге лишь отчасти компенсируется указателем литературы, в котором
читатель найдет труды, позволяющие более глубоко изучить предмет.
Все пожелания и предложения, касающиеся содержания данной книги,
просим направлять в Издательство.
РАЗДЕЛ I
ОБЩИЙ КУРС МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
ГЛАВА I
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТИПАЖ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ.
ВИДЫ ДВИЖЕНИИ В СТАНКАХ
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Станкостроительная промышленность СССР выпускает в настоящее
время большое количество металлорежущих станков, различных по назна-
чению, технологическим возможностям и размерам. Совокупность всех
типов и размеров выпускаемых станков и станков, намечаемых к выпуску
в течение определенного периода времени, например за семилетие, назы-
вается типажом. С развитием отечественного станкостроения и ростом
требований, которые предъявляют различные отрасли машиностроения
к металлорежущим станкам, типаж станков непрерывно увеличивается
(фиг. I, 1).
Для обозначения моделей станков, выпускаемых серийно, в СССР при-
нята система, основанная на классификации, разработанной в ЭНИМСе 1.
Согласно этой классификации все станки в зависимости от вида техно-
логических операций, выполняемых на них, или применяемого инстру-
мента подразделяются на девять групп (табл. I, 1). Каждая группа, в свою
очередь, подразделяется на девять подгрупп (типов станков), характе-
ризующих назначение станка, его компоновку, степень автоматизации
работы или вид применяемого инструмента.
Обозначение модели станка состоит из сочетания трех или четырех
цифр и букв. Первая цифра всегда обозначает номер группы по классифи-
кационной таблице ЭНИМСа, вторая — номер подгруппы. Последние
одна или две цифры характеризуют один из важнейших размеров станка.
В различных группах станков одни и те же последние цифры обозначают
различные — наиболее характерные технологические параметры станка.
Например, мод. 1136 обозначает токарный одношпиндельный автомат с наи-
большим диаметром обрабатываемого прутка 36 jhjh, мод. 2135 — верти-
кально-сверлильный станок с наибольшим диаметром сверления 35
и т. д.
Буква, стоящая после первой цифры, указывает на модернизацию
основной базовой модели станка. Так, токарный автомат мод. 1А136 —
это модернизированный станок мод. 1136; ступенчатый привод шпинделя
заменен в модернизированной модели бесступенчатым. Наличие буквы
в конце цифровой части обозначает модификацию (видоизменение) основной
базовой модели. Так, на базе универсального токарно-винторезного станка
мод. 1К62 выпускают его модификации: мод. 1К62А — с копировальным
устройством, мод. 1К62Б—тот же станок, но повышенной точности,
1 Экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков
v	Станки	Груп- па			
		1	2	3
Токарные	1	Автоматы и п Одношпин- дельные	олуавтоматы Многошпин- дельные	Револьвер- ные
( игрлнльпыс и рас- 1ОЧНЫС	2	Вертикально- сверлильные	Одношпин- дельные полуавто- маты	Многошпин- дельные полуавто- маты
Шлифовальные, по- лировальные, доводочные	3	Круглошли- фовальные	Внутришли- фовальные	Обдирочно- шлифоваль- ные
Комбинированные	4	Универсаль- ные	Полуавто- маты	Автоматы
Зубообрабатываю- щие	5	Зубостро- гальные для цилиндри- ческих колес	Зуборезные для кони- ческих колес	Зубофрезер- ные для ци- линдрических колес и шли- цевых валиков
Фрезерные	6	Вертикально- фрезерные, консольные	Фрезерные непрерыв- ного действия	
Строгальные, дол- бежные и протяж- ные	7	Продольные одностоечные |	двух- стоечные		Поперечно- строгальные
Разрезные	8	( токарным резцом	) т р е з н ы абразивным кругом	е фрикцион- ным диском
Разные	9	Муфто- и трубообраба- тывающие	Пилонасека- тельиые	Правйльно- и бесцентрово- обдирочные
Таблица /. 1
Типы станков
4	5	6	7	8 1	9
Сверлильно- отрезные	Карусель- ные	Токарные и лобовые	Многорез- цовые	Специализи- рованные	Раз- ные стан- ки дан- ной груп- пы
Координат- но-расточные	Радиально- сверлильные	Расточные	Алмазно- расточные	Горизон- тально-свер- лильные	
Специализи- рованные шлифоваль- ные		Заточные	Плоскошли- фовальные	Притироч- ные и поли- ровальные	
					
Для нареза- ния червяч- ных передач	Для обра- ботки торцов зубьев колес	Резьбофре- зерные	Зубоотде- лочные	Зубо- и резьбошли- фовальные	
Копироваль- ные и грави- ровальные	Вертикаль- ные бескон- сольные	Продольные	Широкоуни- версальные	Горизон- тальные консольные	
Долбежные	Протяжные горизон- тальные		Протяжные вертикаль- ные		
Правйльно- отрезные	Пилы:				
	ленточные	с дисковой пилой	ножовочные		
	Для испыта- ния инстру- ментов	Делительные машины	Балансиро- вочные		
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТИПАЖ И ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАНКОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
7
мод. 1К62Т — особо высокой точности, мод. 1К62ПУ — с программным
управлением, мод. 1К62М — с возможностью переключения скоростей и
подач в процессе обработки, с автоматическим рабочим циклом, и копи-
ровальным и загрузочным устройствами.
Для обозначения станков специальных и специализированных (см.
ниже) каждому заводу присвоен индекс из одной или двух букв, после
которого ставится порядковый номер модели станка. Например, шифром
ЕЗ-9 обозначен специализированный станок для нарезания зубчатых
реек, выпускаемый Егорьевским заводом зуборезных станков.
По степени специализации
станки могут быть отнесены к одной
из следующих групп:
1) универсальные —
предназначенные для выполнения
разнообразных операций на дета-
лях широкой номенклатуры; ис-
пользуются главным Образом
в индивидуальном и мелкосерий-
ном производстве и на ремонтных
работах (станки, предназначенные
для особенно большого диапазона
работ, называют широкоунивер-
сальными);
2) широкого казна-
Фиг. I, 1. Рост типажа металлорежущих
станков в СССР.
ч е н и я — выполняющие ограни-
ченный круг операций на деталях широкой номенклатуры; такие станки
используются чаще всего в мелкосерийном производстве;
3) специализированные — предназначенные для обработки
однотипных деталей различных размеров;
4) специальные — на которых может обрабатываться лишь
одна деталь (деталь одного типоразмера). Специализированные и специ-
альные станки используются в крупносерийном производстве.
По весу различают станки'л е г к и е *— весом до 10 кн, средние —
до 100 кн и тяжелые — свыше 100 кн. Последние подразделяются
на три подгруппы: крупные — от 100 до 300 кн, собственно тяже-
лые — от 300 кн до 1 Мн и особо тяжелые (уникальные) —
весом более 1 Мн.
По точности ЭНИМС делит все станки на пять классов. Класс Н —
станки нормальной точности; к нему относится большинство уни-
версальных станков. Класс П — станки повышенной точности,
изготовляемые на базе станков нормальной точности, но при повышенных
требованиях к точности изготовления ответственных деталей станка
и качеству сборки и регулировки. Класс В — станки высокой точ-
ности, достигаемой за счет специальной конструкции отдельных узлов,
высоких требований к точности изготовления деталей, к качеству сборки
и регулировки узлов и станка в целом., Класс А — станки особо вы-
сокой точности; при их изготовленийГпредъявляются еще более жесткие
требования, чем при изготовлении станков класса В. Класс С — станки
особо точные или мастер-станки, предназначенные для
изготовления деталей, определяющих точность станков классов А и В.
Для обеспечения требуемой точности работы станков классов В, А и С
их устанавливают в специальных термоконстантных (с автоматически
регулируемой постоянной температурой и влажностью) помещениях.
8
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТИПАЖ И ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАНКОВ
§ 2.	РАБОЧИЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ В СТАНКАХ
Для получения детали требуемой формы и размеров с заготовки в про-
цессе ее обработки на металлорежущем станке (или станках) снимается
в виде стружки избыточный металл.
Форма обработанной поверхности зависит от движений, которые сооб-
щает станок заготовке и инструменту, от согласованности этих движений
и вида режущего инструмента. Изменяя параметры движения (скорость,
согласованность с другими движениями, направление, траекторию и пр.)
и меняя инструмент, можно на одном и том же станке обработать по-
верхности различной формы.
Процесс снятия стружки осуществляется на станке рабочими движе-
ниями (движениями формообразования), которые сообщаются либо ин-
струменту, либо заготовке, либо обоим одновременно.
Рабочими движениями станка являются главное движение, или движе-
ние резания, и движение (или движения) подачи; каждое из рабочих движе-
ний характеризуется скоростью.
Главное движение обеспечивает срезание стружки с заготовки со
скоростью резания v, которая равна скорости схода стружки с заготовки.
Наибольшая допустимая и практически целесообразная величина скорости
резания зависит от материала обрабатываемой заготовки, инструмента,
технологического процесса и других факторов и определяется экспери-
ментально.
Движение подачи происходит со значительно меньшей скоростью.
Оно позволяет распространить процесс резания на всю подлежащую
обработке поверхность заготовки. Величина (скорость) подачи опре-
деляет, при прочих одинаковых условиях, площадь поперечного сечения
стружки.
Кроме главных движений, в станке всегда имеют место вспомогатель-
ные движения, цель которых подготовить процесс резания, обеспечить
последовательную обработку нескольких поверхностей на одной заго-
товке или одинаковых поверхностей на различных заготовках. К числу
вспомогательных движений относятся движения, обеспечивающие транс-
портирование и закрепление заготовки на станке, подвод режущего
инструмента к соответствующей поверхности заготовки и отвод от нее,
включение, выключение, изменение скоростей и направлений рабочих
движений станка и др.
Рабочие движения в станках осуществляются, как правило, автома-
тически. Исключение составляют некоторые мелкие станки, на которых
подача производится вручную.
Вспомогательные движения могут осуществляться как автоматически,
так и вручную. В станках-автоматах все вспомогательные движения
практически автоматизированы и выполняются в определенной после-
довательности самим станком в должные моменты автоматического цик-
ла работы.
§ 3.	ВИДЫ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ В СТАНКАХ
В металлорежущих станках чаще всего используются два основных
вида главного движения — вращательное и возвратно-поступательное
(прямолинейное).
В отдельных станках главное движение может иметь и более слож-
ный характер, но определяется оно также через вращательное и поступа-
тельное движения.
ВИДЫ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ В СТАНКАХ
9
Вращательное главное движение может сообщаться либо заготовке,
как, например, в станках токарной группы (фиг. I, 2, а), либо режущему
инструменту, как это имеет место в станках фрезерных (фиг. I, 2, в),
сверлильных (фиг. I, 2, г), шлифовальных (фиг. I, 2, б) и других, либо
Фиг. I, 2. Виды главного
движения в станках различных типов.
одновременно заготовке и инструменту (сверление отверстий малого диа-
метра). При вращательном главном движении скорость резания
° = W м/мин’	(z>
где d — диаметр обрабатываемой поверхности вращающейся заготовки
или инструмента в мм',
п — угловая скорость заготовки или инструмента в об!мин.
10
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТИПАЖ И ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАНКОВ
Для станков шлифовальной группы скорость резания определяется
в mJ сек, следовательно,
р = 1000-60 м!сек>	0>2)
где d и п — соответственно диаметр в мм и число оборотов шлифоваль-
ного круга в минуту.
В станках строгальных, долбежных, протяжных, ножовочных пилах
и некоторых других главное движение — поступательное (прямолиней-
ное). Оно может сообщаться либо инструменту, как это делается в станках
поперечно-строгальных (фиг. I, 2, е), долбежных (фиг. I, 2, д) и некото-
рых других, либо заготовке, как в станках продольно-строгальных
(фиг. I, 2, ж).
На большинстве станков с поступательным главным движением реза-
ние осуществляется периодически. Цикл резания состоит из рабочего
хода, во время которого инструмент срезает стружку, и холостого, когда
инструмент возвращается в исходное положение. Для сокращения не-
производительных затрат времени скорость холостого хода обычно больше
скорости рабочего хода. Кулисные и кривошипно-шатунные механизмы,
применяемые для преобразования вращательного движения в возвратно-
поступательное, не обеспечивают постоянства скоростей рабочего и
холостого ходов. В этом случае вводятся понятия средней скорости ра-
бочего и холостого ходов и их максимальных значений. Скорость реза-
ния v (или ее среднее значение) может быть подсчитана по формуле
L (К + 1)п'	,	п
1ооок м! мин,	(1,3)
здесь L — длина рабочего хода в мм\
п' — число двойных ходов в минуту;
Т
К где Т„ и Тх — соответственно времена рабочего и холос-
того ХОДОВ.
Формулы (I, 1)—(I, 3) могут быть использованы и для определения
требуемых для обработки числа оборотов и числа двойных ходов, если
известны остальные, входящие в них величины. Для определения чисел
оборотов иногда пользуются специальными графиками.
§ 4.	КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА
Рабочие движения сообщаются исполнительным органам станка:
шпинделю, суппорту, столу и т. д.
Источником движения в современных станках чаще всего служит асин-
хронный электродвигатель трехфазного тока; к исполнительным органам
движение передается по кинематическим цепям, состоящим из отдельных
звеньев — кинематических пар. Кинематические цепи служат также для
изменения скоростей и направлений движения исполнительных органов,
для согласования движений отдельных узлов станка и преобразования
одного вида движения в другое, например, вращательного в поступатель-
ное, или наоборот, для суммирования движений и т. д. Кинематическая
цепь станка состоит в общем случае из различных передач — ременных,
зубчатых, червячных и др. — расположенных в определенной последова-
тельности.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА СТАНКА
11
Условное изображение совокупности кинематических цепей станка
в одной плоскости — плоскости чертежа, называется его кинематической
схемой. В табл. I, 2 приведены условные обозначения основных элемен-
тов кинематических цепей, принятые согласно ГОСТу 3462—61 для
Таблица /. 2
Наименование
Обозначение
Наименование
Обозначение
Вал
Соединение двух валов
глухое
глухое с предохране-
нием от перегрузок
эластичное
шарнирное
телескопическое
плавающая муфта
зубчатая муфта
Соединение детали с валом:
свободное для вращения
подвижное без враще-
ния
при помощи вытяжной
шпонки
глухое
Подшипники скольжения
радиальный
радиально-упорный
односторонний
радиально-упорный
двусторонний
Подшипники качения*
радиальный
радиально-упорный
односторонний
радиально-упорный
двусторонний
Ременная передача:
плоским ремнем
плоским ремнем
перекрестная
клиновидным рем-
нем
Передача цепью
Передачи зубчатые:
цилиндрическими
колесами
коническими коле-
сами
винтовые
Передача червячная
Передача зубчатая рееч-
ная
12
КЛАССИФИКАЦИЯ, ТИПАЖ И ОБОЗНАЧЕНИЯ СТАНКОВ
Продолжение табл. I. 2
Наименование
Обозначение
Наименование
Обозначение
Передача ходовым винтом с
гайкой-
неразъемной
разъемной
Муфты.
кулачковая односто-
ронняя
кулачковая двусторон-
няя
конусная
дисковая односторон-
няя
дисковая двусторон-
няя
обгонная односторон-
няя
обгонная двусторон-
няя
Тормоза-
конусный
колодочный
1}
I ленточный
дисковый
Концы шпинделей стан-
ков:
центровых
патронных
прутковых
сверлильных
расточных с план-
шайбой
фрезерных
шлифовальных
Электродвигатели:
' на лапках
фланцевые
встроенные
изображения на схемах. Кроме условного изображения передач, на кине-
матической схеме указываются числа зубьев зубчатых и червячных ко-
лес и их модули, числа заходов червяков, шаги ходовых винтов, диа-
метры шкивов, мощности и числа оборотов двигателей.
В паспортах станков на кинематических схемах допускается нумера-
ция передач, а необходимые данные о них приводятся в отдельной спе-
цификации.
В современных станках, особенно в станках-автоматах и полуавтома-
тах, наряду с механическими передачами находят применение различные
гидравлические, пневматические и электрические устройства. Поэтому,
кроме кинематической схемы станка, составляются также гидравлическая,
ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ОТНОШЕНИЯ ПЕРЕДАЧ
13
пневматическая, электрическая или комбинированная пневмогидравли-
ческая и другие схемы. Условные изображения элементов гидро- и пнев-
моаппаратуры на схемах приведены на стр. 742—753.
§ 5.	ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ОТНОШЕНИЯ ПЕРЕДАЧ
Основным кинематическим параметром, характеризующим зубчатую,
червячную, цепную и ременную передачи, является передаточное отно-
шение, т. е. отношение числа пвм (об/мин) ведомого вала к числу пвщ
(об/мин) ведущего вала:
I — Пвм
пвщ
Отсюда следует, что для ременной передачи
где deai и deM — диаметры соответственно ведущего и ведомого шкивов;
для зубчатых передач
где zeui и гвм — число зубьев ведущего и ведомого колес;
для червячной передачи
k
i-—,
где k — число заходов червяка;
z — число зубьев червячного колеса.
При последовательном расположении отдельных передач их общее пере-
даточное отношение
i I 1 • I 2 * ^3 • • • >
где *з> • • • — передаточные отношения отдельных передач.
Передачи, преобразующие вращательное движение в поступательное,
характеризуются величиной перемещения поступательно движущегося
элемента за один оборот приводного вала; винтовая передача — ходом
винта
Н = kt,
где t — шаг винта;
k — число его заходов; передача с помощью колеса и зубчатой рейки —
величиной перемещения рейки за один оборот приводного зубча-
того колеса
I = amz,
где z — число зубьев колеса;
т — модуль.
ГЛАВА II
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Значительную долю в парке металлорежущего оборудования состав-
ляет большая группа токарных станков. Она включает (см. табл. I, 1)
девять типов станков, различающихся по назначению, области приме-
Вид В
Фиг. I, 3. Основные типы токарных резцов:
а — проходной отогнутый, правый; б — проходной прямой, правый; в — отрезной; г — чистовой
лопаточный; д — проходной чистовой, радиусный, прямой; е — подрезной упорный, правый.
нения, технологическим возможностям, конструктивной компоновке,
степени автоматизации и некоторым другим признакам. Внутри каждого
типа станки различаются по своим характерным размерам и кон-
струкции.
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЕ СТАНКИ
15
Основное назначение станков токарной группы состоит в обработке
наружных, внутренних и торцовых поверхностей тел вращения, а также
нарезании резьб.
В качестве режущего инструмента на токарных станках применяют
резцы (фиг. I, 3) разнообразных форм; для изготовления отверстий —
сверла, зенкеры и развертки, а для нарезания резьб — метчики и плашки.
§ 1. ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЕ СТАНКИ
Токарно-винторезные станки (фиг. I, 4) являются наиболее универ-
сальными станками токарной группы. Они служат для обработки разно-
образных деталей, ограниченных поверхностями вращения, для нареза-
ния резьб и используются главным образом в условиях единичного (ин-
дивидуального) и мелкосерийного производства и на ремонтных работах.
Обработка на токарно-винторезных станках обеспечивает точность и
чистоту обработанной поверхности, указанные в табл. I, 3.
Таблица /. 3
Технологическая операция	Класс (или степень) точ- ности		Класс чисто- ты поверх- ности по ГОСТ 2789—59
	пределы	средний экономиче- ский	
Наружное точение:			
черновое 		4—7	5	3—4
чистовое 		За—4	4	5-7
точное 		2а—За	3	5—7
тонкое 	 Растачивание:	1—2а	2	7—9
черновое 		4—6	5	3—4
чистовое 		3—4	4	6—7
высокоточное		1—2	2	8—9
Сверление 		4—7	5	3—5
Зенкерование 	 Развертывание:	4—7	5	3—6 ч
предварительное 		2а—За	3	5—7
окончательное (тонкое) 		1—2а	2	7—9
16
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
§ 2.	КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
Токарно-винторезные станки имеют практически однотипную компо-
новку, примером которой может служить станок мод. 1К62 (фиг. I, 4).
Основными узлами станка являются: передняя или шпиндельная бабка 4,
в которой может быть размещена коробка скоростей; коробка подач 12\
суппорт 6 с фартуком <$; задняя бабка 7 и станина 9, к которой крепятся
передняя бабка и коробка подач. По направляющим станины переме-
щаются суппорт и задняя бабка.
Кроме этих основных узлов, станок мод. 1К62 имеет системы смазки
и охлаждения и электрооборудование.
§ 3.	ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
Основным параметром токарно-винторезного станка является наи-
больший диаметр D (фиг. I, 5) обрабатываемой заготовки над станиной.
Зазор между горизонтальной плоскостью направляющих и диаметром об-
рабатываемой заготовки D — не более 0,04D. Диаметр D приблизи-
тельно равен удвоенной высоте центров станка.
ГОСТ 440—57 предусматривает ряд размеров токарно-винторезных
станков с значениями D от 100 до 6300 мм, построенными по закону гео-
метрической прогрессии со знаменате-
лем <р = 1,26 (с небольшими округле-
ниями).
Другим основным параметром станка
является наибольшее расстояние между
его центрами, которое определяет наи-
большую длину обрабатываемой детали.
Оно определяется при сдвинутой (без
свешивания с направляющих) в пра-
вое крайнее положение задней бабке.
Фиг. I, 5. Основные размеры токарно- Станки с	» тем же наибольшим
винторезных станков.	диаметром обрабатываемой заготовки
могут иметь различное межцентровое
расстояние в пределах, предусмотренных ГОСТом 440—57. Например,
станки с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки 400 мм
выполняются с наибольшим расстоянием между центрами 700, 1000 и
1400 мм. Для большинства тяжелых токарных станков наибольшее рас-
стояние между центрами не регламентировано.
Важным размером станка является также наибольший диаметр обра-
батываемой заготовки над суппортом Dt (фиг. I, 5). Он должен быть
не меньше, чем предусмотрено в ГОСТе 440—57.
Кроме этих основных параметров токарно-винторезных станков,
ГОСТ 440—57 устанавливает наибольшее число оборотов шпинделя,
наибольший диаметр прутка, проходящего через отверстие шпинделя,
размер центра шпинделя (номер конуса Морзе или метрического), наи-
большую высоту резца и наибольший допустимый вес станка (без электро-
оборудования).
§ 4.	ТИПАЖ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
Станкостроительная промышленность СССР выпускает токарно-вин-
торезные станки с наибольшим диаметром обрабатываемой заготовки
в пределах 160—1250 мм и наибольшим расстоянием между центрами до
12 500 мм. 1
w. tРАВНОГО ДВИЖЕНИЯ СТАНКОВ
17
В табл. I, 4 приведены основные данные для серийно выпускаемых
токарно-винторезных станков нормальной точности.
Таблица 1. 4
Модели станков	Основные размеры в мм	Скорость главного движения в об 1 мин	Число ступеней скорости	Мощность в квпг
1И611	0 250X 3504-500	До 3500		2,8
1А616	0 320X5004-1000	11—2240	21	4,5
1К62	0 400x7104-1400	12,5—2000	23	10
1K6L5	0 500X10004-2000	12,5—2000	—	10
163	0 630X14004-2800	10—1250	24	14
1А64	0 800Х20004-4000	7,1—750	24	20
165	01000x28004-5000	5—500	24	28
1А660	01250X6300	1,78—250	Бесступенчатый	60
Кроме станков нормальной точности, в типаже предусмотрены станки
повышенной (класса П), высокой (В) и особо высокой (А) точности ори-
гинальных конструкций, а также — выполненные на базе станков нор-
мальной точности. Малые станки, до D = 250 мм, выпускаются классов
точности П, В и А.
На базе универсальных станков выпускаются разнообразные автома-
тизированные станки: с копировальными суппортами, работающие по
замкнутому автоматическому циклу при обработке деталей типа сту-
пенчатых валиков, с загрузочными устройствами, с системой програм-
много управления. Отдельные модели могут быть встроены в автоматиче-
ские линии и имеют автоматическое переключение скоростей в процессе
работы.
§ 5.	ПРИВОД ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ ТО КАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
Установленный на станке электродвигатель вместе с совокупностью
передач от электродвигателя к шпинделю станка называется приводом
главного движения. В зависимости от назначения станка и его размера
конструкции привода могут быть различны, но в любом случае они
должны
а)	передавать необходимые для процесса резания мощность и кру-
тящий момент;
б)	допускать включение, выключение и реверсирование вращения
шпинделя;
в)	обеспечивать высокую точность и плавность вращения шпинделя
на всех режимах работы.
При ступенчатом изменении чисел оборотов шпинделя привод то-
карно-винторезного станка может быть выполнен в виде:
а)	многоскоростного асинхронного электродвигателя;
б)	сочетания одно- или многоскоростного асинхронного электродви-
гателя со ступенчатой механической коробкой скоростей или — редко —
ступенчатыми шкивами.
Для бесступенчатого регулирования скорости вращения шпинделя
используют
а)	электродвигатель постоянного тока с регулируемым числомх*бй>
ротов;
б)	механический вариатор;
2 А черкан 159
18
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
в)	сочетание регулируемого электродвигателя постоянного тока или
механического вариатора со ступенчатой механической коробкой скоро-
стей или механического вариатора с многоскоростным асинхронным
электродвигателем переменного тока.
§ 6.	КОНСТРУКЦИИ ПРИВОДОВ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ
токарно-винторезных станков
Подавляющее большинство современных токарно-винторезных станков
средних размеров в качестве привода главного движения имеет одно-,
реже многоскоростной асинхронный электродвигатель трехфазного тока
в сочетании со ступенчатой механической коробкой скоростей.
Примером привода с коробкой скоростей, размещенной в шпиндельной
бабке, может служить станок мод. 1К62, кинематическая схема которого
показана на фиг. 1,6, а развертка по валам коробки скоростей — на
фиг. I, 7. Коробка скоростей получает движение через клиноременную
передачу от односкоростного электродвигателя, расположенного в левой
тумбе станины. На валу / размещена двусторонняя фрикционная муфта Мг
для включения и выключения прямого и обратного вращения шпинделя.
Изменение направления вращения вала II происходит вследствие передачи
движения через блок паразитных колес (г = 24 и г = 36). Передвижением
по валам II и /// скользящих (передвижных) блоков Бг и Б2 валу III
сообщается шесть различных прямых скоростей и три обратных, более
высоких. Управление блоками и 52 осуществляется одной рукояткой 1
(фиг. I, 4), выведенной на лицевую сторону передней бабки.
Движение от вала III может передаваться на шпиндель по двум кине-
матическим цепям:
а)	при сдвинутом влево двойном (двухвенцовом) блоке Б3 — через
повышающую передачу (65 : 43) прямо на шпиндель, что дает шесть
высших ступеней скорости вращения — от 630 до 2000 об/мин;
б)	при сдвинутом вправо блоке Б3 движение передается шпинделю
через зубчатый перебор (блок Б± — вал IV — блок Бъ — вал V), допу-
скающий четыре различных включения с передаточными отношениями 1,
1 : 4, 1 : 4 и 1 : 16, два из которых совпадают. Через перебор шпиндель
получает три более низких диапазона чисел оборотов (2004-630, 504-160
и 12,54-40 об/мин) по шесть ступеней в каждом. Одно число оборотов
(630 об/мин) получается и при прямом включении, и через перебор; по-
этому привод дает всего 23 различные скорости вращения шпинделя.
Управление блоками 53, Z>4 и Бь осуществляется также одной рукоят-
кой 5 (фиг. I, 4). На валу III установлен тормоз, включение и выключе-
ние которого сблокировано с механизмом включения муфты Мг.
В станке мод. 1А616 (фиг. I, 8) коробка скоростей выполнена в отдель-
ном корпусе, размещенном в левой тумбе (ножке) станины. Выходной вал
коробки связан с входным валом шпиндельной бабки клиноременной
передачей. Привод такого типа называется разделенным приводом. Он
обеспечивает более плавное вращение шпинделя и применяется чаще
в точных станках.
Коробка скоростей получает движение через клиноременную передачу
от отдельного двигателя, установленного на кронштейне с задней стороны
левой тумбы станины. Натяжение ремней регулируется перемещением
двигателя по плите, на которой он установлен. В результате переключений
четырех блоков (фиг. 1,9) Бъ 52, Б3 и 54 с помощью двух рукоя-
ток 1 (фиг. I, 8) выходной вал IV получает 12 различных скоростей
e>25b
Фиг. I, 6. Кинематическая схема токарно-винторезного станка мод. 1К62.
КОНСТРУКЦИИ ПРИВОДОВ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ СТАНКОВ
20
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
вращения. Через клиноременную передачу движение передается на раз-
груженный шкив шпиндельной бабки, в которую встроен зубчатый
перебор с передаточным отношением 1 = 1: 8. Натяжение ремней про-
изводится перемещением в вертикальном направлении коробки ско-
ростей.
Фиг. I, 7. Развертка по валам коробки скоростей станка мод. 1К62.
Движение на шпиндель может передаваться по двум кинематическим
цепям:
а)	по короткой, непосредственно с вала V шкива при включенной
муфте 714 х и выключенном переборе 5б, шпиндель получает 12 высоких
ступеней скорости вращения (от 90 до 2240 об/мин);
б)	через перебор Бь при выключенной муфте Мг шпиндель получает
12 нижних ступеней скорости вращения (от 11,2 до 280 об/мин).
Три скорости при включенном и выключенном переборе совпадают,
поэтому привод дает только 21 (вместо 24) ступень скорости вращения
КОНСТРУКЦИИ ПРИВОДОВГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ СТАНКОВ	21
шпинделя. Управление перебором и муфтой М i сблокировано и осу-
ществляется одной рукояткой 2 (фиг. 1,8). В приводе отсутствует глав-
ная, выключающая станок, фрикционная муфта, и включение, реверсиро-
вание и торможение шпинделя производятся электродвигателем.
Для бесступенчатого изменения чисел оборотов шпинделя в токарно-
винторезных станках средних и малых размеров находят применение
фрикционные вариаторы. В приводе главного движения токарно-винто-
резного станка мод. 1М620 (фиг. I, 10) использован вариатор конструкции
ЦНИИТМАШ (системы Светозарова)* в сочетании со ступенчатой коробкой
скоростей, размещенной в шпиндельной бабке. Такая конструкция при-
вода позволяет бесступенчато изменять числа оборотов шпинделя в пре-
делах 12-т-ЗООО об/мин. С помощью этого вариатора можно плавно, в пре-
делах 750 . . . 3000 об/мин, изменять скорость вращения его выходного
вала, а за счет переключений блоков Бг, Б2 и Б3 получить четыре бес-
ступенчатых диапазона чисел оборотов шпинделя: 12 ... 47, 47 .. . 190,
190 . . . 750 и 750 . . . 3000 об/мин. Вспомогательный двигатель
N = 1 кет служит для управления вариатором. Муфтой Мг и скользя-
щими шестернями Et и Б& производится реверсирование шпинделя.
В станках меньших размеров бесступенчатый привод может состоять
из одного вариатора без переборной ступенчатой коробки скоростей.
Тяжелые токарно-винторезные станки изготовляются, как правило,
с бесступенчатым приводом скоростей шпинделя, что способствует повы-
шению их производительности. Однако в тяжелых станках применяются
не механические вариаторы, а электрические системы бесступенчатого
изменения числа оборотов приводного электродвигателя в сочетании со
ступенчатой механической коробкой скоростей станка.
* В некоторых станках этой модели применялся вариатор с.широким ремнем
Фиг. I, 9. Кинематическая схема станка мод. 1А616.
станки токарной группы
КОНСТРУКЦИИ ПРИВОДОВ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ СТАНКОВ
23
Фиг. I, 10. Кинематическая
схема станка мод. 1М620.
Фиг. I, 11. Система генератор—
двигатель для бесступенчатого
изменения чисел оборотов шпин-
деля.
а/ I
24
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Наиболее распространенной электрической системой бесступенчатого
изменения чисел оборотов в тяжелых станках является система гене-
ратор — двигатель (Г—Д), называемая иногда также системой Леонарда
(фиг. I, 11). Она состоит из четырех электрических машин: асинхронного
двигателя АД, который приводит во вращение генератор постоянного
тока Г и маломощный генератор постоянного тока В и электродвигателя
постоянного тока Д для привода станка. Скорость электродвигателя Д
регулируется изменением сопротивлений Rr и Дд в цепях обмоток воз-
буждения ОВГ — генератора и ОВД — двигателя, питаемых постоян-
ным током от возбудителя В. Диапазон регулирования такой системы
может достигать 10—15. Следует иметь в виду, что машины АД и Г должны
иметь мощность не меньшую, чем мощность приводного двигателя Д,
поэтому затраты на систему Г—Д превышают затраты на один асинхрон-
ный двигатель переменного тока в 7—8 раз.
Основные характеристики приводов главного движения отечественных
токарно-винторезных станков приведены в табл. I, 4.
§ 7. ПРИВОД ПОДАЧ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
Назначение цепи подач токарно-винторезного станка — обеспечить
автоматическое перемещение резца, закрепленного на суппорте, относи-
тельно вращающейся заготовки при токарной обработке и нарезании
резьб.
Источником движения (исходным звеном) цепи подач является шпин-
дель, поэтому скорость подачи в токарно-винторезных станках измеряется
и указывается в миллиметрах на один оборот шпинделя (мм/об).
Механизм подачи должен допускать: включение и выключение подачи
без остановки вращения шпинделя; реверсирование подачи при неизмен-
ном направлении вращения шпинделя; реверсирование подачи одновре-
менно с реверсированием шпинделя; регулирование величины подачи;
перемещение резца относительно заготовки вручную.
В станке мод. 1К62 (см. фиг. I, 6) цепь подач (вал VII) получает дви-
жение либо непосредственно от шпинделя (блок Бв сдвинут влево), либо
через перебор цепи главного движения (блок Бв сдвинут вправо и его колесо
z = 45 сцеплено с шестерней z = 45 на валу III). В последнем случае
вал III в зависимости от положений блоков 54 и 55 перебора может вра-
щаться с числом оборотов, в 2, 8 или 32 раза большим числа оборотов
шпинделя. Зубчатый перебор (блоки) Б4 и Бь привода главного движения
и блок Бв используются в этом случае в цепи подач как звено увеличения
шага нарезаемых резьб или величин подач.
Тройной скользящий блок Б1 на валу VIII представляет собой трен-
зель, который образует две прямые и одну обратную передачи. Управле-
ние им осуществляется рукояткой 3 (см. фиг. I, 4).
При переключении блоков J53, Б4, Б& и Б вал VIII может вра-
щаться с числом оборотов, равным числу оборотов шпинделя, превышать
его в 2, 4, 8, 16 и 32 раза, быть меньше в 1,51, 2 или 3,02 раза.
Коробке подач движение передается через сменные шестерни Сг и С2
(см. фиг. 1,6) гитары настройки. В общем случае гитара (фиг. 1,12)
состоит из четырех сменных колес А, Б, В, Г к рычага 2, имеющего два
паза — радиальный 4 и круговой 1.
Паз 1 же? возможность поворачивать рычаг 2 вокруг оси 5 вала и
жестко закреплять его гайкой 3. В радиальном пазу можно перемещать
палец 6 гитары, на котором свободно вращается блок сменных шесте-
ПРИВОД ПОДАЧ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
25
рен Б и В. Палец 6 также закрепляется гайкой. Поворот рычага и радиаль-
ное перемещение пальца гитары дают возможность сцепить попарно че-
тыре сменных колеса с различными числами зубьев. В станке мод. 1К62
для получения продольной подачи и для нарезания метрической и дюй-
мовой резьб ставят = 42 и С2 = 50, а при нарезании модульной и
питчевой резьб Сг = 64 и С2 = 97. В обоих
случаях на палец гитары устанавливают одну
паразитную шестерню г = 95.
В коробке подач имеется ряд зубчатых
муфт, скользящих блоков и шестерен, а также
конус Нортона — устройство, состоящее из
ступенчатого конуса зубчатых колес, закре-
пленных на валу X, с которыми может сце-
пляться скользящий вдоль вала XI блок (ка-
ретка) шестерен Б9. При нарезании резьб
коробка подач передает вращение ходовому
винту XV \ при токарной обработке и нарезании
торцовых (плоских) резьб вращается ходовой
валик XVI. Использование ходового валика
Фиг. I, 12. Гитара сменных
колес.
для осуществления подачи при токарной обработке позволяет дольше
сохранить точность ходового винта, необходимую при нарезании резьб.
Перестановка скользящего блока Б9 по конусу Нортона дает последо-
вательный ряд величин подач или шагов резьб, а за счет переключений
Фиг. I, 13. Суппорт токарно-винторезного станка мод. 1К62.
блоков Би и Б12 можно увеличить их в 2, 4 и 8 раз. Управление бло-
ками Б9, 5и и Б12 производится одной рукояткой 10 (см. фиг. I, 4). Вклю-
чение цепи подач на нарезание резьб различных видов — метрической,
дюймовой, модульной или питчевой — и на подачу по ходовому валику
производится переключением муфт Л42, Л43, Л44, М5 и блоков Б8 и Б1о
с помощью одной рукоятки 11 (см. фиг. I, 4).
Суппорт (фиг. I, 13) является конечным звеном цепи подач. Он слу-
жит для закрепления резца и сообщения ему движения подачи относи-
тельно вращающейся заготовки. Суппорт состоит из четырех основных
Фиг. I, 14. Фартук токарного станка.
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
ПРИВОД ПОДАЧ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫX СТАНКОВ
27
частей: каретки (нижних салазок) /, которая перемещается по направ-
ляющим станины вдоль оси заготовки; поперечных салазок 2, скользящих
по направляющим каретки 1 в поперечном, к оси заготовки, направлении;
поворотной части 4 с направляющими, по которым перемещается резцовая
каретка ( верхняя каретка) 3. Каретку и поперечные салазки можно пере-
мещать как автоматически, так и вручную. Поворотную часть суппорта 4
можно устанавливать под углом к линии центров станка и закреплять
с помощью болтов, головки которых входят в круговые пазы на попе-
речных салазках; эта возможность используется главным образом при
обтачивании конусов (см. стр. 38). Резцовая каретка 3 перемещается по
направляющим поворотной части только вручную. По лимбам, установ-
ленным на подающих винтах, можно производить отсчет перемещений
резца с достаточно высокой точностью.
Тяжелые токарно-винторезные станки
имеют, как правило, несколько суппортов.
Фиг. I, 16. Рукоятка включения
подач станка мод. 1К62.
Фиг. I, 15. Маточная гайка.
Фартук (фиг. I, 14) преобразует вращательное движение ходового
винта или ходового валика в поступательное перемещение суппорта,
с кареткой которого он жестко связан, вдоль направляющих станины.
Движение от ходового валика используется также для автоматического
перемещения поперечных салазок.
Включение подачи по ходовому винту осуществляется замыканием
маточной гайки (фиг. I, 15). Она состоит из двух полугаек 1 и 2, которые
могут перемещаться по направляющим, выполненным в фартуке. С по-
мощью рукоятки 4 на лицевой стороне фартука полугайки можно сбли-
жать, замыкая их на ходовом винте, или освобождать его; перемещение
их осуществляется диском 5 с фасонными пазами, в которые входят
штифты 3, запрессованные в полугайки.
Движение от ходового валика передается через скользящую по нему
вместе с фартуком шестерню г = 27 (см. фиг. 1, 6) на червячную передачу
фартука. С вала червячного колеса вращение передается в зависимости
от того, какая из зубчатых муфт Л4в, М7, Л18 или УИ9 включена — либо на
реечную шестерню z = 10 — для получения продольной подачи, либо
на шестерню z = 20, сидящую на подающем винте XX/ поперечных са-
лазок, — для получения механической поперечной подачи. Включение
всех этих муфт на станке мод. 1К62 производится одной рукояткой
(фиг. I, 16), причем направление включения совпадает с направлением
подачи резца. Продольное перемещение суппорта вручную производится
при помощи маховичка на валу XX//, когда рукоятка включения механи-
ческой подачи установлена в среднее положение. В фартуке имеется
28
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
устройство, исключающее включение подачи одновременно по ходовому
винту и ходовому валику (блокировка), так как такое включение привело бы
к поломке.
Для предохранения цепи подач от перегрузок, а также для работы
по упорам (см. стр. 46), на оси червяка установлена предохранительная
зубчатая муфта Мп (см. фиг. 1,6), пружина
которой отрегулирована на передачу опреде-
ленного крутящего момента. Если момент пре-
высит допустимый, муфта начнет прощелки-
вать.
Сокращение времени на выполнение вспо-
могательных движений является важным резер-
вом повышения производительности станков;
поэтому у большинства современных станков
предусмотрены механизмы, обеспечивающие
быстрые («ускоренные») холостые перемещения
Фиг. I, 17. Привод быстрых
перемещений станка мод.
1К62.
передачей с ходовым
инструмента. В станке мод. 1К62 для этой
цели на правом торце станины установлен
отдельный электродвигатель (фиг. I, 17) мощ-
ностью 1 кет, соединенный клиноременной
валиком. Односторонняя муфта обгона Мо
в коробке подач позволяет сообщать вращение ходовому валику
как от коробки подач, так и от вспомогательного двигателя.
Обгонная муфта (фиг. I, 18) имеет наружное
кольцо 2, фасонный диск 1, ролики 3 и пружи-	3 ц
ны 4, поджимающие ролики. Такая муфта может
передавать крутящий момент при заклинивании
роликов только в одном направлении.
В коробке подач станка наружное кольцо	JKH
обгонной муфты Жестко связано с блоком шесте- \д Vrq 5^- I
рен z — 56 (см. фиг. 1,6), а внутренний диск —
с ходовым валиком XVI. Когда вспомогатель- 2
ный электродвигатель не включен, сообщается 1
движение ходовому валику от коробки подач;
когда этот двигатель включен, диск муфты вра-
Фиг. I, 18. Схема обгон-
щается в том же направлении, что и наружное	ной муфты,
кольцо, но с большей скоростью, и это : приводит
к пробуксовке обгонной муфты. После остановки двигателя цепь рабочих
подач автоматически восстанавливается. Двигатель быстрых перемещений
включается кнопкой К (см. фиг. I, 16) на рукоятке включения автомати-
ческих подач. Механизм быстрых перемещений обеспечивает скорость
продольного перемещения суппорта 3,4 м!мин и поперечного 1,7 м/мин.
В тяжелых токарно-винторезных станках, имеющих несколько суп-
портов, быстрые продольные и поперечные перемещения осуществляются
от отдельных электродвигателей, установленных на каждом суппорте.
§ 8. ЗАДНЯЯ БАБКА
Задняя бабка токарно-винторезного станка предназначена главным
образом для поддерживания длинных заготовок во время обработки;
она используется также для закрепления инструментов, предназначен-
ных для обработки отверстий (сверл, зенкеров, разверток) и для нареза-
ния резьб (метчиков, ллашек).
СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК И ИНСТРУМЕНТОВ НА СТАНКАХ
29
Главными частями задней бабки (фиг. I, 19) являются: пиноль /,
корпус 2, основная плита 12 и прихват 11. Пиноль 1 с помощью винта 4.
гайки 5 и маховичка 8 можно перемещать в корпусе и фиксировать суха-
рем 9, затягивая рукоятку 3. Корпус 2 установочным винтом 10 можно
смещать относительно плиты 12 вдоль ее направляющего выступа. На
Фиг. I, 19. Задняя бабка токарно-винторезного станка.
станине задняя бабка закрепляется прихватом 11, на который нажимает
планка 14. перемещаемая рукояткой 7, эксцентриком 6 и тягой 13.
Задняя бабка тяжелых токарно-винторезных станков имеет обычно
механическое перемещение вдоль направляющих станины от отдельного
электродвигателя; это значительно сокращает время ее перестановки и
облегчает труд рабочего.
§ 9. СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК И ИНСТРУМЕНТОВ
НА ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКАХ
В зависимости от формы заготовки и ее длины она может быть за-
креплена на токарном станке в патроне, в центрах, на планшайбе или
на оправке.
Наиболее распространен способ крепления заготовок на токарно-
винторезных станках, либо только в патроне (фиг. I, 20, а), если длина
заготовки не велика, либо с поддержкой ее задним центром (фиг. I, 20, б),
когда длина ее значительна по сравнению с диаметром. Различают патроны
самоцентрирующие, чаще всего — трехкулачковые, кулачки которых,
зажимающие заготовку, одновременно сходятся к центру; несамоцентри-
рующие (обычно — четырехкулачковые) с независимым перемещением
кулачков, используемые в особенности при обработке несимметричных
заготовок.
Из самоцентрирующих трехкулачковых патронов чаще всего приме-
няют спирально-реечные патроны (фиг. I, 21, а) с нарезанной на диске 4
плоской спиралью 2, в зацеплении с которой находятся рейки кулачков 1.
Перемещение кулачков и зажим заготовки осуществляются поворотом
диска 4 через коническую передачу 3, в шестерне которой имеется четырех-
гранное отверстие под ключ. Несамоцентрирующий патрон (фиг. I, 21, б)
состоит из корпуса 1, в пазах которого можно с помощью винтов 4
30
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
независимо перемещать кулачки 2; после зажатия заготовки кулачки
крепят к корпусу патрона болтами 3.
В станках малых размеров, если заготовкой является пруток, при-
меняют цанговые патроны (см. т. 2, разд. VI).
Фиг. I, 20. Способы закрепления обрабатываемых заготовок на токарно-винто-
резных станках.
Длинные детали типа валов, имеющих в торцах центровые отверстия,
можно обрабатывать в центрах (см. фиг. I, 20, в), установленных в кони-
ческих отверстиях шпинделя и пиноли задней бабки. Форма применяемых
упорных центров (фиг. I, 22) зависит от вида технологических операций.
Фиг. I, 21. Кулачковые патроны токарных станков.
При гладком обтачивании используют центр типа а; если необходима
подрезка торца заготовки, то используют центр типа б — упорный полу-
центр; при обтачивании длинных конусов (см. стр. 39) — центр со
сферическим концом типа в. Для повышения износостойкости концы
СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК И ИНСТРУМЕНТОВ НА СТАНКАХ ‘
упорных центров могут быть наплавлены твердым сплавом. При высоких
числах оборотов заготовки применяют вращающиеся центра (фиг. I, 23).
Вращение заготовки осуществляется пальцем 1 поводкового патрона
Фиг. I, 22. Формы невращающихся упорных центров.
(фиг. I, 24), навернутого на передний конец шпинделя, и хомутиком
(фиг. I, 20, в), закрепляемым с помощью винта на обрабатываемой за-
готовке.
Фиг. I, 23. Вращающиеся центры.
Фиг. I, 24. Поводковый патрон станка
мод. 1К62.
При обработке длинных заготовок малого диаметра, во избежание
их прогиба (под действием сил резания), применяют люнеты (фиг. I, 25) —
дополнительные промежуточные опоры. Неподвижный люнет (фиг. I, 25, а)
крепится на направляющих станины
прихватом 1 и болтом 2 и с помощью
трех подвижных упоров 3 центри-
рует заготовку. Упоры стопорятся
винтами. Подвижной люнет закре-
пляется на нижней каретке суппорта
и перемещается вместе с ним. Его
устанавливают обычно вблизи резца.
Заготовки, имеющие в качестве
базы отверстие, можно обрабатывать
на оправках (фиг. I, 20, е, ж), уста-
новленных в центрах или в патроне.
Если диаметр отверстия выполнен
с жесткими допусками, то применяют
гладкие оправки (фиг. I, 20, е), на
которых заготовка крепится путем
напрессовки; если же диаметр отвер-
стия варьирует (в небольших преде-
лах), то применяют разжимные оправки (фиг. I, 20, ж), наружный диа-
метр которых можно изменять за счет перемещения, с помощью двух
32
СТАНКИ токарной группы
гаек / и 2, по конусу скалки 3 упругой разрезной втулки 4, имеющей
внутреннюю коническую и наружную цилиндрическую поверхности.
Крупные заготовки, которые не могут быть зажаты в патроне, крепят
на планшайбе с помощью прихватов, подкладок и болтов (фиг. I, 20, а),
Фиг. I, 25. Люнеты:
а — неподвижный; б — подвижный.
Фиг. 1,26. Четырехпозиционная резцовая
головка.
на угольнике (фиг. I, 20, д) или в специальном приспособлении, закреп-
ленном на планшайбе.
Резцы (см. фиг. I, 3) устанавливают на токарно-винторезных станках
в четырехпозиционных резцовых головках (фиг. I, 26), которые позволяют
последовательно вводить резец в работу с минимальной затратой времени.
Поворот резцовой головки на 90°
и ее крепление на резцовой ка-
р.етке осуществляются одной ру-
кояткой 2. При повороте рукоятки
в направлении а фасонная гайка 1
освобождает резцовую головку, а
затем зубом 4, воздействуя на под-
пружиненный штифт 5, поворачи-
вает головку. Правильное поло-
жение ее относительно резцовой
каретки обеспечивается фиксато-
ром 3. Поворотом рукоятки 2
в направлении б головка закреп-
ляется на резцовой каретке, а зуб
гайки заскакивает за следующий
штифт, подготовляя следующий
поворот головки.
Сверла, развертки и другие инструменты в пиноли задней бабки
крепят аналогично инструментам в шпинделе сверлильного станка.
НАЛАДКА И НАСТРОЙКА СТАНКОВ НА ВИДЫ РАБОТ
33
§ 10. НАЛАДКА И НАСТРОЙКА ТО КАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
НА РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ РАБОТ
Наладку и настройку станка производят с целью подготовки станка
для выполнения заданной работы.
Наладка станка состоит в правильной установке и закреп-
лении режущего инструмента в соответствующих приспособлениях на
станке, в установке и закреплении заготовки непосредственно на станке
или в приспособлении, в смазке станка перед его пуском, в подводе сма-
зочно-охлаждающей жидкости и в выполнении некоторых других подго-
товительных операций.
Настройка станка состоит в его кинематической подготовке
для выполнения обработки заготовки в соответствии с выбранным или
заданным режимом резания. Для этого настраивают кинематические
цепи станка, ^устанавливая в должные положения органы управления
скоростями главного движения и движения подачи. Нередко для этого
предварительно подсчитывают необходимые передаточные отношения
настраиваемых цепей, затем устанавливают эти отношения с помощью
рукояток коробки скоростей и коробки подач, переключением числа обо-
ротов 1 регулируемого электродвигателя, установкой соответствующих
зубчатых колес, сменных кулачков, копиров и т. д.
В общем случае для настройки токарно-винторезного станка требуется
расчетное определение: передаточного отношения органа настройки ско-
ростной цепи — для получения заданного числа оборотов шпинделя и
передаточного отношения органа настройки цепи подач для осуще-
ствления заданной подачи или заданного шага нарезаемой резьбы (см.
стр. 34, 35).
Настройка скоростной цепи современных токарно-винторезных станков
не требует каких-либо расчетов и состоит в переключении рукояток ко-
робки скоростей (например, 1 и 5 на фиг. I, 4) в положения, соответствую-
щие требуемому числу оборотов шпинделя. Для сокращения затраты вре-
мени на переключения на станках имеются таблицы, указывающие, при
каком положении рукояток получается каждое из чисел оборотов. При бес-
ступенчатом регулировании скорость вращения шпинделя указывается
стрелочным прибором.
Движение подачи при токарной обработке сообщается ходовым валиком
каретке суппорта или его поперечным салазкам. Требуемая величина
подачи на один оборот шпинделя устанавливается переключением рукоя-
ток без каких-либо расчетов. Величины возможных Подач предварительно
вычислены и оформлены в виде таблиц, облегчающих процесс переключе-
ний. Механизм подачи, например станка мод. 1К62, да^42 различные про-
дольные подачи в пределах 0,07—4,16 мм/об и столько же поперечных
в пределах 0,035—2,08 мм!об шпинделя.
При нарезании резьб используют оба органа настройки — коробку
подач и гитару сменных колес, которая перестраивается только при из-
менении вида нарезаемых резьб (табл. I, 5). Необходимые для этого смен-
ные колеса поставляются со станком. Переключение блоков зубчатых
колес в коробке подач и смена шестерен гитары обеспечивают настройку
станка на нарезание большинства стандартных резьб. На станке мод. 1К62
можно нарезать следующие резьбы (без использования звена увеличения
шага): метрические с шагом от 1 до 12 лш; дюймовые от 2 до 24 ниток
на Г'; модульные с модулем от 0,5 до 3 мм\ питчевые от 96 до 7 питч.
* В дальнейшем термин «число оборотов» применяется вместо «число об/мин».
3 Ачеркан 159
34
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Таблица I. 5
Виды работ	Сменные зубчатые колеса гитары	Включение муфт (см. фиг. 1,6)				
		М2	Ml	М4		fie
Точение (обтачивание, растачива- ние) 	 Нарезание резьбы: метрической	 дюймовой	 модульной 	 питчевой 	 любой, минуя коробку подач	42 : 50 42 : 50 42 : 50 64 : 97 - 64 : 97 Определяются расчетом	+	++++ +	+	4- +	4- 4- + 4-
Используя звено увеличения шага, можно нарезать резьбы также
и большего шага. В диапазоне скоростей шпинделя 12,5—40 об/мин
шаги резьб в 32 раза больше указанных, а при 50—160 об/мин — в 8 раз.
Шаг резьбы устанавливается одной рукояткой 10 (см. фиг. 1,4), рукоят-
кой 2 включается звено увеличения шага.
Винторезная цепь токарно-винторезного станка схематически изобра-
жена на фиг. I, 27, где ромбами условно обозначены органы настройки
цепи: гитара сменных колес, коробка
подач и звено увеличения шага с пере-
даточными отношениями соответственно:
4, и iytu- В общем случае в цепи подач
могут быть также передачи с постоянным
общим передаточным отношением р.
Органы настройки винторезной цепи
должны быть рассчитаны и настроены
таким образом, чтобы величина продоль-
ного перемещения суппорта на один обо-
у. at
Фиг. I, 27. Схема цепи подач то-
карно-винторезного станка. рот шпинделя в точности соответствовала
шагу 1 Т нарезаемой резьбы. Уравнение
кинематического баланса, связывающее перемещения конечных звеньев
цепи, может быть записано в следующем виде:
^об шп‘ Р^уиАг^к^х Т,
(1,4)
откуда получим формулу для определения параметров органов настройки
/уш&к =	(Ь 5)
Шаг нарезаемой резьбы Т и шаг ходового винта tx должны быть указаны
в одинаковых единицах мер.
Резьбы, не предусмотренные механизмом подач станка, или резьбы
с нестандартным шагом можно нарезать при специальной настройке
гитары подач: с использованием механизма коробки подач и без исполь-
зования его.
Первый способ. При нарезании резьбы с шагом Ттабл, предусмотрен-
ным механизмом подач станка, гитара, звено увеличения шага и коробка
1 При нарезании многозаходных резьб цепь настраивается на «ход» резьбы, кото-
рый равен произведению шага резьбы на число ее заходов.
НАЛАДКА И НАСТРОЙКА СТАНКОВ НА ВИДЫ РАБОТ
35
(1,6)
подач имеют вполне определенные передаточные отношения iQylu и
Поэтому формула (I, 5) запишется в виде
;0 ;0;0   Ттабл
W?* -
Если необходимо нарезать резьбу с шагом Тнар, отличным от Ттабл, то
при неизменном значении Рк передаточное отношение 1г гитары должно быть
иным
М
I ___ Тнар
Разделив почленно равенство (I, 7) на (I, 6), получим формулу настройки
гитары на нарезание резьбы с шагом Тнар
I _ /° Тнар
°	г^т^'
Дюймовая резьба задается не шагом резьбы Т, а числом ниток п на 1"
т = мм.	(I, 8)
Модульная резьба определяется величиной модуля m в мм, а ее шаг
Т = лт мм.	(I, 9)
Питчевая резьба задается диаметральным питчем Р и ее шаг
Т = мм,	(I, Ю)
Для токарно-винторезного станка мод. 1К62 (см. табл. I, 5) уравнения
настройки гитары подач при использовании механизма коробки подач
запишутся в следующем виде:
метрическая резьба
/	=	42 .	^нар	,
2	50	Г табл	’
модульная резьба
I	=	64 .	.
2	97	Мтабд	*
ММ.
дюймовая резьба
50
Птабл .
пнар
резьба
Р табл
'нар
Второй способ. Если коробка подач исключена из цепи, то
кинематического баланса (I, 4) принимает вид
Р^уш^х = Т,
питчевая
• _ 64
~ 97 ’ Р,
уравнение
откуда
. _ т
г Р^уш
Если резьба ходового винта — метрическая, формулы
гитары для нарезания резьб различных видов принимают вид:
метрическая резьба
I — Тнар
Z ptxiyui ’
модульная резьба
[ __ ^тнар
г ptxtyiu
дюймовая резьба
.	25»4
2	Р^ПнарЬуш
питчевая резьба
. __	25,4л
2	Р*Х? HapiyUL
настройки
(1*11)
3*
36
СТАНКИ ТОКАРНОЙ группы
Передаточное отношение, подсчитанное по соответствующей формуле,
необходимо представить в виде отношения чисел зубьев колес гитары
(см. фиг. I, 12)
здесь Л, 5, В и Г — числа зубьев колес.
Имеются специальные таблицы, облегчающие подбор зубчатых колес
для получения заданного передаточного отношения.
Чтобы сменные колеса разместились на
гитаре, необходимо выполнение следующих
неравенств:
А + Б > В + (154-20);
В + Г> Б + (154-20),
которые гарантируют то, что колесо Б не пере-
режет ось 5, а колесо В — ось 7. В зависимо-
сти от конструкции гитары необходимо также,
чтобы суммы чисел зубьев (Л + Б) и (В 4- Г)
были не меньше определенной величины; в про-
тивном случае эти пары колес не могли бы быть
сцеплены.
Соединение ходового винта непосредственно
«напрямую» с выходным валом гитары позво-
ляет нарезать более точные резьбы, так как
в этом случае из цепи подач исключаются
лишние звенья (зубчатые колеса, муфты и т. п.),
которые могут снижать жесткость цепи подач
и вследствие этого вносить ошибки в шаг нарезаемой резьбы.
Нарезание торцовых резьб (они имеют форму архимедовой спирали)
осуществляется при механической подаче поперечных салазок 2 (см.
фиг. I, 13) суппорта от ходового валика.
Для возможности реверсирования подачи’одновременно с изменением
направления вращения шпинделя блок Б13 (см. фиг. I, 6) сдвигают влево и
сцепляют с шестерней z == 56, жестко закрепленной на ходовом валике XVI.
Настройка гитары подач на нарезание резьбы требуемого шага может быть
выполнена по формулам (I, 11).
При нарезании многозаходных резьб (на фиг. I, 28 показана трехза-
ходная резьба) в уравнение настройки (I, 4) вместо шага Т резьбы следует
подставить ее ход S (т. е. шаг винтовой линии резьбы)
S = kT,
где k — число заходов.
Для того чтобы нарезать все заходы резьбы, необходимо произвести
деление — поворот заготовки на часть окружности относительно не-
подвижного резца. Эту операцию можно выполнить, например, с помощью
специального поводкового патрона (фиг. I, 29), состоящего из двух частей;
одна 1 из них закреплена на шпинделе, а вторую 2 с поводковым паль-
цем 4 можно поворачивать и закреплять на детали 1 болтами 3. Для точ-
ного отсчета угла поворота заготовки относительно неподвижного шпин-
деля на цилиндрической поверхности поворотной части патрона нанесена
шкала, а на неподвижной части — риска.
НАЛАДКА И НАСТРОЙКА СТАНКОВ НА ВИДЫ РАБОТ
37
1	J	4
Фиг. I, 29. Поводковый патрон, приме-
няемый при нарезании многозаходных
резьб.
На станке мод. 1К62 деление осуществляется поворотом шпинделя
при разомкнутой винторезной цепи, для чего блок Б6 (см. фиг. I, 6) выво-
дят из зацепления и ставят в нейтральное положение. Угол поворота
отсчитывают по шкале, нанесенной на заднем конце шпинделя. Шпиндель
и блок Б6 имеют зубчатые колеса с z == 60, что позволяет снова их сцепить
после деления окружности на 2, 3, 4,
5, 6, 10, 12, 15, 20, 30 и 60 частей.
Токарь-новатор Г. Н. Смирнов
рекомендует производить деление при
нарезании многозаходных резьб (фиг.
I, 30) за счет осевого смещения
резца, при неподвижной заготовке,
на шаг нарезаемой резьбы. Смещение
резца производится перестановкой
резцовой каретки с индикатором 2,
штифт которого упирается в мерную
плитку 1. Имея две плитки, разность
длин которых равна шагу, можно осу-
ществить точное перемещение резца.
Применение многорезцовых дер-
жавок (фиг. I, 31) позволяет сокра-
тить время при нарезании резьб
благодаря одновременному нарезанию всех заходов резьбы.
В державке устанавливают по шаблону в зависимости от числа заходов
резьбы два-три и более резцов, смещенных один относительно другого на
величину шага.
Скоростное нарезание наружных и
внутренних резьб на токарно-винторезных
станках можно осуществить, применяя
специальные вращающиеся резцовые го-
ловки («вихревое» нарезание резьбы). Рез-
цовую головку / (фиг. I, 32), в которой
закреплены один или несколько резцов 2,
Шаблон
Фиг. I, 31. Державка для наре-
зания двухзаходной резьбы.
Фиг. I, 30. Схема деления при нарезании мно-
гозаходных резьб за счет осевого смещения
резца.
устанавливают на суппорте эксцентрично относительно заготовки 3 и
сообщают ей быстрое (от 1000 до 3000 об/лшн) вращение от отдельного
электродвигателя. Заготовка вращается со скоростью, значительно мень-
шей (от 3 до 40 об/мин}. Винторезная цепь станка должна обесц^цдать
перемещение суппорта на шаг нарезаемой резьбы за один оборот заготовки.
При этом методе нарезания резьбы каждый резец находится в работе в те-
чение короткого промежутка времени, т. е. доли оборота, снимая мелкую
38
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
стружку в форме запятой, а в течение остальной части оборота он движется
«по воздуху», не производя резания. Благодаря этому резцы хорошо
охлаждаются, что позволяет значительно повысить скорость резания,
а следовательно, и производительность. Нарезание внутренних резьб этим
способом производится вращающейся оправкой с резцом (фиг. 1,33).
С помощью резцовых головок и оправок резьбы с шагом до 6 мм
можно нарезать за один проход.
Формообразование конических поверхностей на токарном станке
осуществляется одним из следующих способов: 1) поперечным смеще-
нием задней бабки; 2) поворотом резцо-
вой каретки суппорта; 3) с помощью ко-
нусной линейки или 4) методом двух
подач.
Первый способ. Корпус задней бабки
смещают в поперечном направлении отно-
сительно ее основной плиты на величину h
(фиг. I, 34), благодаря чему ось заго-
товки, установленной в центрах, образует
некоторый угол а с направлением про-
дольной подачи суппорта. Из схемы на
фиг. I, 34 следует
h __ D — d _
L cos a 2/	2 ’
Фиг. 1,32. Нарезание наружной
резьбы вращающейся резцовой го-
ловкой.
где отношение
. D-~d
k=—T~
— конусность поверхности. Следовательно, величина смещения задней
бабки, необходимого для получения конусности k = 2 tg a,
& =	(I( 12)
Пользуясь этим спосо-
бом, можно обрабатывать
поверхности с небольшой
конусностью (примерно до
1 : 4) и не слишком высо-
кой точности, так как
неправильное положение
центров в центровых от-
верстиях заготовки при-
водит К ИХ быстрому ИЗ- Фиг. I, 33. Схема вихревого нарезания внутренней
носу и потере точности	резьбы.
базирования.
Второй способ. При этом способе резцовую каретку суппорта уста-
навливают под углом а к линии центров станка и сообщают ей ручное
либо механическое (в тяжелых станках) перемещение. Пользуясь этим
способом, можно обрабатывать точные наружные и внутренние конусы
небольшой длины, определяемой длиной хода резцовой каретки.
Третий способ. Этот способ требует установки на станке специального
приспособления — конусной или копирной линейки.
НАЛАДКА И НАСТРОЙКА СТАНКОВ НА ВИДЫ РАБОТ
39
Простейшая конструкция конусной линейки показана на фиг. I, 35.
На кронштейнах /, привернутых с задней стороны станины, укрепляется
линейка 2, которую можно устанавливать под требуемым углом наклона а
к линии центров станка. Вдоль линейки перемещается ползушка 3, со-
единенная с поперечными салазками суппорта, предварительно отсоеди-
ненными от нижней каретки путем вывинчивания поперечного ходового
винта. Если сообщить суппорту про-
дольную подачу, то резец получит,
одновременно с продольным, также и
поперечное перемещение, обусловлен-
ное движением ползушки 3 по линей-
ке 2. Результирующее движение резца
будет направлено под углом а к оси
обрабатываемой заготовки, равным углу
установки конусной линейки. Приме-
няются и более универсальные линей-
ки, позволяющие автоматически пере-
ходить от обработки цилиндрической
части поверхности заготовки к обра-
ботке конуса.
Фиг. I, 34. Обработка конусной по-
верхности за счет поперечного смеще-
ния задней бабки.
Применение конусных линеек позволяет обрабатывать точные конусы
с углом а до 15—18°, длина которых не превышает длины линейки.
Четвертый способ. Использование метода обработки конусов с помощью
двух подач ограничено станками, в которых предусмотрена механическая
Фиг. I, 35. Конусная линейка.
Фиг. I, 36. Обработка конуса методом
двух подач.
подача верхней резцовой каретки и одновременное включение ее подачи
и продольной подачи суппорта. В основном это — тяжелые станки, на-
пример мод. 163, 1660, 1660Г и др. Результирующая подача резца
(фиг. I, 36) относительно линии центров в данном случае будет геометри-
ческой суммой продольной подачи суппорта snp и подачи резцовой ка-
ретки sK, установленной под углом 0 к линии центров
S = snp + sv
Для указанного направления подач по теореме синусов следует
____snp_____ ____ S   SK
sin (p — a)_sin p	sin a 9
40
СТАНКИ токарной группы
откуда угол установки суппорта
§ = а + arc sin (-“• sin а).
Обычно для станков
= &. — const,
SK
поэтому угол установки резцовой каретки
Р = а + arc sin (Д sin а).
Если s — требуемая подача вдоль образующей конуса, то величина про-
дольной подачи snp должна быть равна
« _ sin(₽-a)
s“p~s iiEp *
Применение метода двух подач позволяет обрабатывать конусы, у ко-
торых длина образующей больше длины хода резцовой каретки.
§ 11.	ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, РАСШИРЯЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ВОЗМОЖНОСТИ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
Оснащение токарно-винторезного станка разнообразными приспособ-
лениями (копировальные устройства; фрезерные, шлифовальные и быстро-
сверлильные головки; задняя бабка с револьверной головкой, приспо-
собления для растачивания, долбления, затылования и др.) значительно
расширяет универсальность станка и
позволяет обрабатывать на нем заго-
товки режущими инструментами раз-
личного вида без перестановки обраба-
тываемых заготовок на другие станки.
Благодаря этому сокращаются затраты
времени на установку, закрепление,
съем и транспортирование деталей и
повышается коэффициент использова-
ния станка во времени, что особенно
важно для тяжелых станков.
Применение копировальных уст-
ройств позволяет выполнять с наи-
меньшей затратой труда токарную
обработку тел вращения с криволи-
нейной образующей и ступенчатых
валиков.
Простейшим копировальным приспо-
соблением является устройство, ана-
логичное изображенному на фиг. I, 35,
шаблоном (копиром) требуемого про-
Фиг. I, 37. Копировальное приспосо-
бление конструкции В. К- Семинского.
у которого линейка 2 заменена
филя, а вместо ползушки 3 установлены ролик или призма.
На фиг. I, 37 изображено механическое копировальное приспособле-
ние конструкции В. К. Семинского, предназначенное для обработки
ступенчатых валиков, конических и фасонных поверхностей. Корпус
приспособления 3 устанавливают вместо резцедержателя на суппорт станка
и ему сообщается продольная подача. В корпусе под углом к линии цен-
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
41
тров станка расположена скалка 1 с резцом 2, которая под действием пру-
жины 6 опирается призмой 4 на копир 5. Копир закреплен от осевого
смещения в кронштейне, установленном на станине станка. Для возврата
суппорта в исходное поло-
жение скалку с помощью
эксцентрика 7 подают вперед.
Аналогично по принципу
действия и устройство для
обработки сферических по-
верхностей (фиг. I, 38). Для
крепления шаблона 1 в дан-
ном случае используется пи-
ноль задней бабки. Если
сообщить поперечным салаз-
кам суппорта подачу, то ро-
лик 2, закрепленный в рез-
цедержателе, а вместе с ним
и резец 3 будут копировать
профиль шаблона 1.
Недостатки механического
Фиг. I, 38. Обработка сферической поверхности.
копирования — сложность изготовления
точного и достаточно прочного копира, способного воспринимать силу
резания, и его быстрый износ.
Современные токарно-винторезные станки оснащаются специальными
гидро- и электрокопировальными устройствами, которые выпускаются
серийно станкостроительными заводами.
На фиг. I, 39 показана установка гидрокопировального суппорта ГС-1
конструкции завода «Красный пролетарий» на поперечных салазках
42
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
суппорта станка вместо его поворотной части и резцовой каретки. К попе-
речным салазкам суппорта крепится кронштейн / с пазом, параллельным
линии центров станка, в котором скользит планка 2, зафиксированная
от осевого смещения роликом, который входит в поперечный паз крон-
штейна 4, закрепленного на станине станка. К планке 2 винтами крепится
копир 5, по которому скользит палец 3 копировального суппорта.
Гидравлическая схема этого суппорта (фиг. IV, 50) обеспечивает по-
стоянство расстояния между вершиной резца и копировальным пальцем,
скользящим вдоль копира; благодаря чему вершина резца повторяет
профиль копира.
Электрокопировальное устройство состоит из электрической копиро-
вальной головки, жестко закрепленной на поперёчных салазках
суппорта; ее палец скользит вдоль неподвижного копира, когда всему
суппорту сообщается продольная подача. В фартуке суппорта для вклю-
чения, выключения и реверсирования поперечной подачи имеются спе-
циальные электромагнитные муфты. При движении каретки суппорта
вдоль направляющих станины копир отклоняет щуп. Это приводит к за-
мыканию контактов в копировальной головке и подаче сигнала на вклю-
чение той электромагнитной муфты, которая сообщает поперечным салаз-
кам подачу, восстанавливающую нейтральное положение щупа, т. е. и
здесь система обеспечивает постоянство расстояния между щупом и вер-
шиной резца.
Основным достоинством немеханических систем копирования является
то, что щупу, скользящему по шаблону, не приходится воспринимать
силу резания. Он только подает команду исполнительному органу (гидро-
цилиндру или муфтам), который сообщает рабочую подачу инструменту.
Благодаря малому давлению щупа на копир и малым размерам щупа ока-
зывается возможной обработка крутых и тонких переходов профиля на
повышенных режимах, притом — по копирам, изготовленным из дешевых
материалов.
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ. РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
43
Для выполнения на токарно-винторезном станке фрезерных работ
может быть использовано приспособление, изображенное на фиг. I, 40.
Державка 1 закрепляется в резцедержателе станка. Поворотная часть
приспособления 2 с направляющими может поворачиваться относительно
державки и закрепляться на ней винтами 6. По направляющим поворот-
ной части 2 с помощью ходового винта 3 перемещается каретка 5, в которой
закрепляется обрабатываемая заготовка 4. Фреза закрепляется в кони-
ческом отверстии шпинделя, а установка на глубину резания и рабочая
подача могут осуществляться как поперечными салазками суппорта,
так и ходовым винтом приспособления.
Фиг. I, 41. Приспособление для фрезерования зубчатых колес и шлицевых
валиков.
Для фрезерования зубчатых (шлицевых) валиков и нарезания зубьев
колес служит приспособление (фиг. I, 41), устанавливаемое вместо резце-
держателя на суппорт станка. Фрезерный шпиндель с фрезой / получает
вращение от отдельного электродвигателя 3 через ременную передачу
4 со сменными шкивами. Натяжение ремня достигается поворотом электро-
двигателя вокруг оси 2. :
Деление заготовки для нарезания следующего шлица или зуба можно
производить способом, описанным ранее (стр. 36), либо с помощью специ-
альных делительных головок (см. стр. 159).
Для наружного и внутреннего шлифования можно использовать
приспособление, изображенное на фиг. I, 42.
Четырехпозиционные резцедержатели, применяемые в настоящее время
на токарно-винторезных станках, ограничивают число инструментов,
которые одновременно можно установить на суппорте. Быстросменные
резцедержатели со сменными державками для инструментов позволяют
оснастить станок самым разнообразным инструментом, установка которого
требует минимальных затрат времени. Одна из конструкций быстро-
сменной державки изображена на фиг. I, 43. На резцовой каретке суп-
порта с помощью болта 4, гайки и штифта закрепляется высокая ше-
стерня 3.
44
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Сменные резцедержатели 1 имеют венцы с внутренними зубьями,
которые входят во впадины шестерни. Для закрепления резцедержателя
Фиг. I, 42. Приспособление для круглого наружного и внутреннего шлифования.
Фиг. I, 43. Быстросменный резцедержатель.
служит хомут 5, Т-образные выступы которого входят в пазы резцедер-
жателя. С помощью эксцентриковой рукоятки 6 резцедержатель надежно
скрепляется с шестерней. Для установки резца по высоте служит винт 2.
МЕХАНИЗМЫ, ПОВЫШАЮЩИЕ СТЕПЕНЬ АВТОМАТИЗАЦИИ СТАНКА
45
§ 12.	МЕХАНИЗМЫ, ПОВЫШАЮЩИЕ СТЕПЕНЬ АВТОМАТИЗАЦИИ
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
Для универсальных токарно-винторезных станков характерна невы-
сокая степень автоматизации управления циклом работы.
На неавтоматизированных станках установка и закрепление заготовки
занимают примерно 25—30% штучного времени и требуют определенного
Фиг. I, 44. Трехкулачковый пневматический патрон.
физического напряжения рабочего. Применение механических зажимных
приспособлений позволяет сократить это время в 8—10 раз при минималь-
ной затрате ручного труда (нажатием кнопки, поворотом рукоятки и т. п.)
Для автоматизации операции за-
жима заготовок чаще всего приме-
няют специальные патроны, пневма-
тические или гидравлические. На
фиг. I, 44 изображен патрон с пнев-
моцилиндром, установленным на зад-
нем конце шпинделя. Поворотом
крана, установленного на станке,
сжатый воздух из сети подается через
неподвижную муфту 1 либо в правую,
либо в левую полость пневмоцилин-
дра 2 и перемещает поршень 3 со
штоком 4, Тягой 9, проходящей через
центральное отверстие шпинделя,
шток 4 связан со втулкой 5 патрона;
при осевом смещении втулка повора-
чивает рычаги 6, которые разводят
или сводят кулачки 8. Кулачки можно
переставлять винтом 7 соответ-
ственно диаметру зажимаемой заго-
товки. Станок автоматически выклю-
Фиг. I, 45. Пневмоцилиндр перемещения
пиноли задней бабки.
чается, если давление в сети падает ниже допустимого.
Для механизации движения пиноли задней бабки служит пневмо-
цилиндр 3 (фиг. I, 45) двустороннего действия, поршень 2 которого пере-
мещает винт 1 пиноли. Предварительная установка пиноли производится
маховичком 4, который проворачивает винт во втулке поршня.
46
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
В токарно-винторезных станках широко применяют устройства, авто-
матизирующие останов суппорта и выключение станка при достижении
заданного размера обрабатываемой заготовки (работа по упорам). На
фиг. I, 46 показан многопозиционный упор, ограничивающий продоль-
ные перемещения суппорта. Корпус упора 1 с помощью планки 2 и бол-
тов 7 закрепляется на передней направляющей станины.
Диск 6 с упорами 3, регулируемыми по длине, можно поворачивать
на оси 4 рукояткой 5. Диск фиксируется в каждом из четырех положений.
Фиг. I, 46. Многопозиционный упор.
После того как суппорт дойдет до упора, в фартуке срабатывает предохра-
нительное устройство, отключающее цепь подач. Сходные по конструкции
упоры применяются и для ограничения хода поперечной каретки суппорта.
Это позволяет производить точную обработку на заданные диаметры, не
пользуясь для этого отсчетными устройствами суппорта и измерительными
инструментами.
Применение продольных и поперечных упоров позволяет автоматизи-
ровать обработку деталей типа ступенчатых валиков.
Применение загрузочно-разгрузочных устройств (конструкции их рас-
смотрены в т. II, разд. VI в сочетании с механизацией закрепления
заготовок и автоматизацией цикла управления станком позволяет пре-
вратить универсальный токарно-винторезный станок в автомат и встроить
его в автоматическую линию.
§ 13.	ТОКАРНЫЕ СТАНКИ
Универсальные токарные станки, в отличие от станков токарно-винто-
резных, не имеют ходового винта. Они используются для токарных работ
всех видов, за исключением нарезания резьб с помощью резцов (исключе-
ние составляют тяжелые токарные станки).
Основные параметры токарных станков аналогичны параметрам стан-
ков токарно-винторезных.
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
47
Токарные станки малых размеров (до наибольшего диаметра обраба-
тываемой заготовки 130 мм) выпускаются в виде настольных повышенной
или высокой точности.
В станках средних размеров используются базовые детали (станина,
передняя и задняя бабки, суппорт и др.) станков токарно-винторезных.
Такие токарные станки предназначены главным образом для обработки
деталей типа ступенчатых валиков в условиях серийного производства;
в этом смысле они могут быть отнесены к категории специализированных
токарных станков. Токарные станки оснащаются устройствами, копиро-
вальными для автоматической загрузки заготовок и выгрузки деталей,
для автоматического управления циклом работы (иногда с помощью си-
стемы программного управления), которые превращают станок в станок-
автомат. На базе токарно-винторезных станков выпускаются также
токарные станки повышенной точности.
Тяжелые токарные станки изготовляются только как универсальные.
Они могут быть оснащены различными приспособлениями, расширяю-
щими их технологические возможности и позволяющими обрабатывать
крупные по размерам заготовки различными инструментами без их пере-
становки на другие станки.
Основные данные некоторых моделей универсальных токарных стан-
ков приведены в табл. I, 6.
Таблица /. 6
Модель станка	Основные размеры в мм	Вес заготовки	Скорость глав- ного движения в об/мин	Мощность приводного электродви- гателя в кет
1601	0 125x180-7-250		530—5300	0,6
1А665	0 1600X8000	400 КН	1,26—178	75
1А670	0 2000X10 000	630 »	1—120	100
1А671	0 2500 X 12 500	630 »	0,9—125	100
1А680	0 3200X16 000	1.6 Мн	0,45—64	200
1А685	0 4000X20.000	2,5 »	0,45—64	200
1А686	0 5000X20 000	2,5 »	0,31—45	200
1А687	0 6300X20 000	2,5 »	0,31—45	200
Примечание. Скорость главного движения во всех станках изменяется бесстугтенчато.
§ 14.	ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ
Общая компоновка и основные узлы универсальных токарных стан-
ков такие же (см. фиг. I, 4), как и у станков токарно-винторезных.
Отсутствие ходового винта значительно упрощает кинематику и кон-
струкцию цепи подач станка, так как отпадает необходимость в таких
специфических для коробок подач токарно-винторезных станков меха-
низмах, как конус Нортона, а также в маточной гайке в фартуке станка.
В станках малых размеров механическая подача суппорта может отсут-
ствовать и перемещения инструмента относительно заготовки произво-
дятся вручную.
Тяжелые токарные станки имеют, как правило, несколько суппортов,
которые получают движение либо от общего ходового вала, кинематически
связанного со шпинделем станка, либо от регулируемых электродвигате-
лей постоянного тока (фиг. I, 47), установленных на каждом суппорте.
48
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Резцовые каретки суппортов имеют механическую подачу, и если
суппорт получает движение от ходового валика, то можно нарезать корот-
кие (на длину хода резцовой каретки) метрические и дюймовые резьбы.
Задняя бабка и люнеты тяжелого токарного станка перемещаются
по направляющим станины от индивидуальных электродвигателей.
Фиг. I, 47. Токарный станок мод. 1682А.
Пиноль задней бабки имеет форму шпинделя на подшипниках качения
с отдельным приводом для установочных движений. На шпинделе пиноли
может быть смонтирована планшайба для более надежного закрепления
длинных и тяжелых заготовок.
§ 15.	ЛОБОТОКАРНЫЕ СТАНКИ
Лоботокарные станки (фиг. I, 48) представляют собой специализиро-
ванные токарные станки, предназначенные для токарной обработки
заготовок большого диаметра и небольшой длины. На этих станках вы-
Фиг. 1,48. Лоботокарный станок мод. 1693.
полняются обтачивание наружных цилиндрических и конических поверх-
ностей, обработка торцов, проточка канавок, растачивание внутренних
поверхностей и др.
По конструкции лоботокарный станок несколько отличается от цен-
трового токарного станка. Станок имеет следующие основные узлы
ТОКАРНЫЕ МНОГОРЕЗЦОВЫЕ СТАНКИ
49
(фиг. 1, 48): плиту 7, переднюю бабку 4 с планшайбой 5, основание суп-
порта 2, суппорт 3 и заднюю бабку 6, установленную на высокой под-
ставке. Передняя бабка, в которой размещена коробка скоростей, жестко
закреплена на плите; основание суппорта с продольными направляющими
и заднюю бабку можно переставлять по плите в требуемые положения
и закреплять на ней болтами, головки которых входят в пазы плиты.
Обрабатываемая заготовка закрепляется на планшайбе в кулачках
или с помощью прихватов и болтов; при необходимости заготовка может
поддерживаться центром задней бабки. Выемка в плите под планшайбой
позволяет обрабатывать заготовки, диаметр которых больше диаметра
планшайбы.
Цепь подач получает движение от отдельного электродвигателя и
обеспечивает механические продольное и поперечное перемещения суп-
порта в широком диапазоне скоростей (величин подачи).
Основные характеристики выпускаемых в СССР лоботокарных станков
.приведены в табл. I, 7.
Таблица I. 7
Характеристика	Модели станков	
	IH692	1693
Высота центров над плитой в мм		1000	1250
Наибольшее расстояние между центрами в мм	2000	1250
Диаметр планшайбы в мм 	 Наибольший диаметр обрабатываемой поверх- ности в мм:	1600	2500
над плитой 		2000	2400
в выемке плиты		—	3200
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту	2,5—125	0,7—31,5
Количество скоростей шпинделя		18	12
Мощность привода шпинделя в кет		28	40
Лоботокарные станки почти вытеснены станками карусельными.
Однако благодаря простоте конструкции и относительно невысокой стои-
мости лоботокарные станки еще используются в условиях индивиду-
ального производства и для ремонтных работ.
§ 16.	ТОКАРНЫЕ МНОГОРЕЗЦОВЫЕ СТАНКИ
Токарные многорезцовые станки являются высокопроизводительными
специализированными токарными станками, предназначенными для обра-
ботки (в патроне или в центрах) деталей типа ступенчатых валиков, блоков
шестерен и т. п. в условиях серийного и массового производства.
На фиг. I, 49 приведена многорезцовая наладка для обработки много-
ступенчатого валика. Наличие у многорезцового токарного станка двух
и более суппортов, на каждом из которых может быть установлено не-
сколько одновременно работающих резцов, позволяет сократить машинное
время, так как каждый резец проходит при обработке лишь часть всей
длины заготовки, и время работы суппортов может быть совмещено.
Передний суппорт служит для обтачивания отдельных ступеней валов и
имеет продольную рабочую подачу (перемещение) sb Заднему суппорту
сообщается только поперечная подача s2, необходимая для проточки кана-
вок, подрезки торцов, снятия фасок и для обработки небольших фасон-
ных поверхностей фасонными резцами.
4 А черкан 159
50
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
	
Фиг. I, 49. Обработка многоступенчатого валика
на токарном многорезцовом станке.
Токарные многорезцовые станки работают по полуавтоматическому
циклу. Рабочий только устанавливает заготовку, пускает станок и сни-
мает готовую деталь; это позволяет одному рабочему обслуживать одно-
временно несколько станков (многостаночное обслуживание).
Конструкции многорезцовых
токарных станков отличаются
высокой жесткостью узлов (ста-
нины, суппортов, передней и
задней бабок), что необходимо
в связи с большим сечением
стружки, снимаемой одновре-
менно несколькими резцами.
На фиг. I, 50 и I, 51 даны
общий вид и кинематическая
схема многорезцового токарного
полуавтомата мод. 1730. Шпин-
дель станка приводится от элек-
тродвигателя мощностью 10 кет
через ременную передачу, ги-
тару сменных колес А—Б и коническую передачу 18 : 80.
Набор из 12 сменных колес гитары позволяет получить 12 ступеней
скорости шпинделя в диапазоне 40—500 об/мин.
Фиг. I, 50. Токарный многорезцовый полуавтомат мод. 1730.
Цепи подач переднего и заднего суппортов получают движение от
„	76 22 В
шпинделя. Передний суппорт — по цепи:	---предохранитель-
ная муфта Мг — включающая муфта М2 — -Ц- — двусторонняя обгон-
ная муфта Мо (фиг. 1,52)—— ходовой винт t = 12 мм. Гитара
подач -ут- при наличии восьми сменных колес позволяет сообщить суп-
порту восемь различных продольных подач в диапазоне 0,12—1,38 мм/об.
ТОКАРНЫЕ МНОГОРЕЗЦОВЫЕ СТАНКИ
51
Цепь подач заднего суппорта получает движение от зубчатой рейки
модуля т = 3,5 мм, жестко скрепленной с продольным суппортом. При
его перемещении вращается реечная шестерня z = 15, и далее движение
Фиг. I, 51. Кинематическая схема полуавтомата мод. 1730.
передается по цепи ’ ~7Т на барабанный кулачок с винтовым пазом,
в который входит палец, перемещающий суппорт; 12 сменных колес ги-
тары позволяют получить 12 различных поперечных подач для каждой
установленной подачи продольного суппорта. Поперечные подачи могут
изменяться в пределах 0,016—2,37 мм/об шпинделя.
Фиг. !, 52. Двусторонняя обгонная муфта.
Быстрые (ускоренные) движения — быстрый подвод суппортов к заго-
товке и их отвод — получаются от отдельного реверсивного электродви-
гателя мощностью 1 кет, связанного с цепью подач через двустороннюю
обгонную муфту Мо.
4*
52
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Полуавтоматический цикл работы станка — быстрый подвод переднего
и заднего суппортов, переключение на рабочую подачу, быстрый отвод
суппортов в исходное положение и останов — осуществляется с помощью
переставных кулачков, перемещаемых реечной передачей (z — 20), воз-
действующих на конечные переключатели электрической схемы управле-
ния двигателями.
Для расширения технологических возможностей токарных много-
резцовых станков их оснащают гидрокопировальными суппортами, позво-
Фиг. I, 53. Токарно-копировальный полуавтомат мод. 1722.
ляющими производить обработку цилиндрических и фасонных поверх-
ностей вращения. Конструкция и компоновка таких станков предусма-
тривает обработку деталей на них по копиру.
На фиг. I, 53 показан токарно-копировальный полуавтомат мод. 1722*,
который имеет копировальный суппорт 1 и один или два поперечных
суппорта 2, предназначенных для обработки тех участков заготовки,
которые не могут быть обработаны копированием (проточка узких и глу-
боких канавок, подрезка обратных торцов и др.). Работа по плоским копи-
рам или по эталонной детали, а также простота смены затупившегося
инструмента позволяют значительно сократить время на переналадку
станка и уменьшить машинное время за счет повышенных режимов реза-
ния и прохода необрабатываемых участков заготовки на быстром ходу.
Автоматическая обработка заготовки в несколько проходов с рацио-
нальным распределением припуска на отдельные проходы позволяет
обрабатывать заготовки с различным на отдельных участках припуском
без перестановки их со станка на станок. Поэтому при обработке деталей
сложной формы копировальные многорезцовые полуавтоматы нередко
оказываются более производительными, чем обычные многорезцовые
станки.
* Принципиальная гидравлическая схема станка мод. 1722 аналогична схеме станка
мод. МР105 (см. фиг. II. 13).
СПЕЦИАЛИЗИРОВАНН ЫЕ ТОКАРНЫЕ СТАНКИ
53
§ 17. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТОКАРНЫЕ СТАНКИ
К группе токарных станков относятся, помимо рассмотренных, также
разнообразные специализированные станки, предназначенные для токар-
ной обработки деталей, изготовляемых крупными сериями в различных
отр ас л я х п р омыш л ен н ости.
На заводах, выпускающих и эксплуатирующих прокатное оборудова-
ние, находят применение специализированные вальцетокарные станки
(фиг. I, 54) для чернового и чистового обтачивания валков прокатных
станов. Эти станки отличаются высокой жесткостью, что в сочетании
с большой мощностью привода позволяет полностью использовать возмож-
ности оснащенного твердым сплавом инструмента. Станки этого вида
оснащаются несколькими суппортами и специальными люнетами, позво-
ляющими устанавливать парный валок при калибровании, которое может
производиться с помощью электрокопировальных устройств.
Фиг. I, 54. Вальцетокарный станок мод. 1825.
В металлургической промышленности применяют специальные токар-
ные станки для обдирки цилиндрических и конических слитков круглого
и квадратного сечения, для < отрезки головной части (прибыли) слитка,
для разрезки многогранных бандажных слитков на заготовки для колес
и бандажей колесных пар подвижного состава железных дорог.
На тепловозо- и вагоностроительных заводах и при ремонте находят
применение колесотокарные (фиг. I, 55) и осетокарные станки, предна-
значенные для обтачивания бандажей, ободов и осей колесных пар для
подвижного состава железных дорог.
На заводах, выпускающих двигатели внутреннего сгорания, исполь-
зуются специальные токарные полуавтоматы для обработки коленчатых
валов и распределительных валиков.
Обработка коренных шеек коленчатого вала и подрезание смежных
с ними щек и концов вала может производиться на станках двух типов —
с двусторонним или с центральным приводом. У станков с двусторонним
приводом (фиг. I, 56) задняя бабка является также ведущей, шпиндель
ее вращается синхронно со шпинделем передней бабки. На таких стан-
ках можно обтачивать средние коренные шейки коленчатых валов
(фиг. I, 57, а), подрезание смежных с ними щек, а также обработка соос-
ных шатунных шеек и смежных с ними щек, если коленчатый вал закрепить,,
так, что оси шеек совпадут с осью шпинделя станка (фиг. I, 57, б).
Обработка коренных шеек, расположенных на концах вала, выпол-
няется на станках с центральным приводом (фиг. I, 58). В этом случае
54
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
Фиг. 1,55. Колесотокарный станок мод. 1836.
для обработки коленчатых валов.
$	Д//77Д движения резца
г)
Фиг. I, 57. Схемы обработки коленчатого вала.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТОКАРНЫЕ СТАНКИ
55
вал, установленный в центрах, приводится через шестерню, закреплен-
ную на предварительно обработанной средней шейке (фиг. I, 57, в).
Фиг. I, 58. Токарный полуавтомат мод. 1А84 для обработки колен-
чатых валов.
Фиг. I, 59. Станок с вращающимися резцами для последовательной обработки
шеек тяжелых коленчатых валов.
Существуют станки для одновременной обработки всех шатунных
шеек коленчатого вала. В этом случае вал закрепляют так, как изо-
бражено на фиг. I, 57, а, а суппортам, в которых закреплены резцы,
56
СТАНКИ ТОКАРНОЙ ГРУППЫ
сообщается движение по окружности (синхронно с вращением заготовки),
радиус которой равен эксцентрицитету коленчатого вала (фиг. I, 57, г).
Для обработки тяжелых коленчатых валов применяют станки
(фиг. I, 59), на которых заготовку закрепляют неподвижно в люнетах 2,
Фиг. I, 60. Токарный полуавтомат мод. 1893 для обработки распредели-
тельных валиков.
а последовательная обработка как коренных шеек, так и шатунных произ-
водится двумя резцами, установленными в суппортах 4 на планшайбе 5,
которым сообщается радиальная подача. Планшайбе сообщается продоль-
Фиг. I, 61. Ток ар но-затыловочный станок мод. К-96.
ная подача по направляющим станины /, а также поперечное установочное
движение для совмещения центра планшайбы с центром обрабатываемой
шейки коленчатого вала.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ТОКАРНЫЕ СТАНКИ-
57
Для обработки кулачковых распределительных валиков используются
токарные многорезцовые полуавтоматы с двусторонним и с центральным
приводом. На станках с двусторонним приводом (фиг. I, 60) производятся
обтачивание шеек и подрезание торцов кулачков в средней части вала,
а также одновременное обтачивание профиля всех кулачков. Станки
с центральным приводом предназначены для обработки шеек и подрезания
торцов кулачков на концах распределительного валика.
Фиг. I, 62. Суппорт токарно-затыловочного станка.
В инструментальной промышленности находят применение токарно-
затыловочные станки (фиг. 1,61) для снятия затылков у зубьев дисковых
и червячных фрез и других инструментов (см. фиг. III, 37). Токарно-
затыловочные станки отличаются от универсальных токарных станков
тем, что резцовой каретке 2 суппорта (фиг. I, 62) сообщается периодиче-
ское возвратно-поступательное движение, состоящее из медленной попе-
речной подачи вперед, при которой снимается затылок на зубе, и быстрого
отскока в исходное положение.
Возвратно-поступательное движение осуществляется кулачком /, полу-
чающим движение от вала 3, кинематически связанного с приводом вра-
щения заготовки. Более подробно кинематика токарно-затыловочных
станков рассмотрена в разделе 3 главы V, § 2.
ГЛАВА III
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕВОЛЬВЕРНЫХ СТАНКОВ
Револьверные (токарно-револьверные) станки предназначены для обра-
ботки заготовок деталей сложной конфигурации в серийном производстве.
Наружные поверхности обрабатываются резцами различных типов,
центральное отверстие детали — резцами, сверлами, метчиками и пр.
Основной особенностью револьверных станков является наличие
продольного суппорта, несущего многопозиционную поворотную револь-
верную головку, на которой закрепляют различные инструменты.
При поворотах (индексировании) револьверной головки последова-
тельно вводятся в действие заранее настроенные на размер инструменты,
благодаря чему значительно сокращается вспомогательное время.
Кроме продольного суппорта, эти станки в большинстве случаев имеют
и поперечный суппорт, на котором крепят инструменты для обработки
наружных поверхностей.
Основными размерами револьверных станков являются наибольший
диаметр обрабатываемого прутка и наибольший диаметр обработки над
станиной.
В табл. I, 8 даются краткие технические характеристики моделей
отечественных токарно-револьверных станков.
Таблица 1. 8
X арактеристика			Модели станков					
	С-193А	1П318 |	Ш326	1340 |	1341	1365	1П371	1П381
Расположение оси вра^ щения револьверной головки 	 Наибольший диаметр обрабатываемой по- верхности мм: прутка 	 заготовки .... Скорость главного дви- жения в сб!мин . . . Мощность приводного электродвигателя в /сети Вес в кн		Наклон- ное 14 --"‘‘I 250— Зооо 0,5; 1,2; 1,5 3,5	Верт 18 250 200— 4000 2,8 11	икальи 25 320 200— 3350 4,5 13	юе 40 400 60— 2000 4,5 22	Горизон- тальное 40 400 60—2000 4,5—7 22	Вер 65—80 500 34— 1500 14—20 36	тикаль 100— 125 630 14— 1250 20—28 55	ное 160— 200 800 9—800 28—40 70 •
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
59
§ 2. ДВИЖЕНИЯ В РЕВОЛЬВЕРНЫХ СТАНКАХ
В револьверных станках главным движением (v, фиг. I, 63) является
вращение шпинделя, несущего заготовку; движениями подачи — про-
дольное Si и поперечное s2 перемещение суппортов, несущих режущий
Фиг. I, 63. Движения в револь-
верных станках.
инструмент. Иногда поперечная подача осуществляется медленным вра-
щением револьверной головки или перемещением салазок с револьверной
головкой в поперечном направлении.
Вспомогательными движениями в револьверных станках являются:
а) повороты (индексирование) револьверной головки для последо-
вательного ввода в работу инструментов;
б) подача и зажим материала;
в) быстрый подвод и отвод револьверного, поперечного суппортов и др.
§ 3. КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ
РЕВОЛЬВЕРНЫХ СТАНКОВ
В зависимости от расположения оси поворота револьверной головки
(табл. I, 8) различают три вида компоновки револьверных станков: с го-
ризонтальной осью револьверной головки; с вертикальной осью револьвер-
ной головки; с наклонной осью револьверной головки.
В станках малых и средних размеров револьверный суппорт, несущий
револьверную головку, представляет собой в большинстве случаев ползун,
перемещающийся по промежуточным продольным салазкам, расположен-
ным на станине. Продольные салазки имеют установочное перемещение
вдоль направляющих станины.
В тяжелых револьверных станках револьверный суппорт, так же как
и поперечный, перемещается непосредственно по направляющим станины.
По виду обрабатываемой заготовки револьверные станки подразде-
ляются на станки для прутковых работ и станки для патронных работ.
В станках для прутковых работ заготовкой служит пруток того или
иного профиля, который проходит сквозь отверстие (канал) шпинделя
и зажимается в цанговом патроне (цанге) (или в патроне со сменными
кулачками). Для этого станок снабжен механизмом подачи и зажима
прутка с механическим, пневматическим или гидравлическим при-
водом.
60
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬН ЫЕ СТАНКИ
В станках для патронных работ штучная заготовка — отливка или
поковка — зажимается в универсальном кулачковом патроне, закреплен-
ном на переднем конце шпинделя.
Современные модели токарно-револьверных станков имеют преселек-
тивное или автоматическое управление изменениями скоростей шпинделя
и величин подач.
В тяжелых револьверных станках, где машинное время, как правило,
велико, система управления обеспечивает предварительный выбор ско-
рости шпинделя и величины подачи необходимых для очередного перехода
> во время работы станка на предыдущем переходе. После поворота револь-
верной головки (вручную или механически) одним движением рукоятки
Фиг. I, 64. Токарно-револьверный станок мод. 1П365.
производится включение заранее выбранного режима резания угреселек-
пгивное управление). В большинстве современных моделей это достигается
с помощью встроенных в коробку скоростей, соответственно — в коробку
подач фрикционных или зубчатых муфт, управляемых гидроцилиндрами.
В некоторых моделях гидроцилиндры непосредственно перемещают сколь-
зящие блоки зубчатых колес.
В станках малых и средних размеров, где машинное время невелико,
а индексирование револьверной головки автоматизировано, скорости
шпинделя и величины подач заранее настраиваются для каждой позиции
револьверной головки и изменяются последовательно в течение всего
цикла обработки в зависимости от поворота головки. Это обеспечивается
встроенными в коробку скоростей и коробку подач электромагнитными
фрикционными муфтами, включение которых производится специальным
командоаппаратом, связанным с револьверной головкой.
При применении преселективного или автоматического управления
значительно сокращается вспомогательное время, затрачиваемое на на-
стройку скорости шпинделя и величины подачи после каждого поворота
револьверной головки, что особенно важно в серийном производстве.
Токарно-револьверный станок имеет следующие основные узлы
(фиг. I, 64): станину /, шпиндельную бабку 4, коробку подач 3, фартуки
суппортов 2, продольный суппорт 6, поперечный суппорт 5.
Станина токарно-револьверных станков представляет собой от-
ливку коробчатой формы с системой ребер жесткости. По направляющим
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
61
станины перемещаются продольный и поперечный суппорты. В задней
стенке станины имеются окна для лучшего отвода стружки.
Станина монтируется на литом основании (у станков малых и средних
размеров) или на двух ножках (тумбах) у тяжелых станков.
Фиг. I, 65. Развертка шпиндельной бабки револьверного станка мод. 1П365.
В шпиндельную бабку револьверных станков средних и
больших размеров встроена коробка скоростей, сходная по конструкции
с одноименным узлом токарных станков (фиг. I, 65), но обеспечивающая
меньший диапазон регулирования и меньшее число ступеней скорости
шпинделя по сравнению с токарнымй станками.
В шпиндельной бабке станков малого размера монтируется только
шпиндель (фиг. I, 66). Изменение скоростей шпинделя обеспечивается
редуктором, установленным в основании станка (фиг. I, 67) и связанным
62
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
со шпинделем ременной передачей. Включение электромагнитных муфт
редуктора в определенной комбинации дает нужную скорость вращения
шпинделя.
Фиг. I, 66. Шпиндельная бабка револьверного станка мод. 1П326.
Коробка подач токарно-револьверных станков конструктивно
проще аналогичного узла токарных станков, так как она должна иметь
меньший диапазон регулирования и меньшее число ступеней подач.
Фиг. I, 67. Редуктор револьверного станка мод. 1П326.
Кроме того, в ней нет устройства, необходимого для нарезания резьбы
резцом с помощью ходового винта.
Коробки подач тяжелых револьверных станков имеют устройство,
обеспечивающее возможность переключения на ходу (фиг. I, 68). Перед
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
63
каждым переключением гидросистема управления выключает муфту /,
связывающую коробку подач с коробкой скоростей, и включает муфту 2,
свободно сидящую на валу и получающую качательное движение от экс-
центрика 3, расположенного на валу быстрого (ускоренного) хода. Таким
образом валы коробки подач получают медленный поворот, что облегчает
переключение скользящих блоков шестерен на ходу.
В револьверных станках малых и средних размеров переключение
на ходу обеспечивается фрикционными электромагнитными муфтами,
включаемыми в различных комбинациях (фиг. I, 69).
Фартуки поперечного: и револьверного суппортов служат для
осуществления перемещений этих узлов в поперечном и в продольном
направлениях механически и вручную. В них смонтированы механизм
останова суппорта в нужных положениях, определяемых установкой упо-
ров, и механизмы быстрого перемещения суппортов. Механизм быстрого
перемещения (в станках малых и средних размеров — только быстрого
отвода продольного суппорта) получает движение от отдельного электро-
двигателя через вал быстрого хода.
Поперечный суппорт револьверных станков может быть
мостового (фиг. I, 70) или консольного типа (фиг. I, 71). Конструкция
мостового типа обладает большей жесткостью и позволяет установить два
резцедержателя.
Передний резцедержатель — поворотный, четырехпозиционный, зад-
ний — неподвижный, однопозиционный. Недостаток конструкции — бо-
лее значительное (по сравнению с поперечным суппортом консольного
64
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
типа) ограничение наибольшего диаметра обработки, так как в этом слу-
чае заготовка должна разместиться над салазками суппопта.
Фиг. I, 69. Коробка подач револьверного станка мод. 1П326
Фиг. I, 70. Поперечный суппорт мостового типа.
Конструкция суппорта консольного типа позволяет обрабатывать
заготовку детали значительно большего диаметра при тех же размерах
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
65
станка. Однако суппорт консольного типа обладает меньшей жесткостью
и позволяет вести обработку меньшим количеством резцов.
Продольный суппорт револьверных станков малых и сред-
них размеров с вертикальной осью револьверной головки (фиг. I, 72)
имеет салазки /, установленные на станине, и каретку (ползун) 2, пере-
мещающуюся с помощью реечной передачи по направляющим салазок
и несущую револьверную головку 3 шестигранной, иногда цилиндри-
ческой формы. Режущие инструменты закре-
пляют в гнездах револьверной головки с по-
мощью переходных втулок. На гранях
револьверной головки могут быть закре-
плены различные приспособления, несущие
Фиг. I, 71. Поперечный суппорт консольного типа.
режущий инструмент. Правильное положение оси гнезда револьверной
головки относительно оси шпинделя после каждого поворота головки
обеспечивается механизмом фиксации. Конический фиксатор 11 западает
в одно из шести отверстий в торце головки.
Для более жесткого крепления головки после каждого поворота и раз-
грузки фиксатора от момента, создаваемого силой резания, служит меха-
низм зажима, основным элементом которого является стяжной хомут 4.
В затянутом состоянии хомут плотно прижимает торец револьверной
головки к плоскости каретки.
Поворот револьверной головки происходит автоматически при отводе
ползуна. Во время отвода один из штифтов поворота 9 набегает на рычаг
упора 10, расположенный в салазках 1, и головка поворачивается на 60°.
Перед началом поворота головки рычаг 12, набегая на упор 13, выводит
фиксатор 11, а собачка 14, набегая на упор 15, разжимает хомут. В на-
чале движения каретки вперед происходит зажим хомута за счет взаимо-
действия собачки 14 и упора 12.
При повороте револьверной головки происходит синхронный поворот
барабана 6 с упорными винтами 5, которые служат для предварительной
установки величины рабочего хода ползуна. В конце прохода ползуном
заданного пути один из упорных винтов 5 нажимает на упорный штифт 7,
расположенный в салазках 1. Штифт валиком 8 действует на механизм
выключения рабочего хода, расположенный в фартуке револьверного
суппорта. Этот механизм посредством кулачковой муфты разрывает цепь
механической подачи, и ползун 2 останавливается в заданном положении.
Точность автоматического выключения (0,1ч-0,2) мм.
В моделях станков малых размеров (мод. 1П318 и 1П326, фиг. I, 73)
каретка с револьверной головкой перемещается непосредственно по
5 Ачеркан 159
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
67
направляющим станины, что позволяет отказаться от дополнительных
направляющих и увеличить опорную базу каретки.
Упоры, управляющие механизмами поворота револьверной головки,
вывода фиксатора и зажима хомута, а также штифт упора механизма
выключения рабочего хода расположены в специальном корпусе, закреп-
ленном на станине.
Фиг I, 73. Продольный суппорт револьверного станка мод. 1П326.
(фиг. I, 74) вместе с закрепленным на нем фартуком перемещается с по-
мощью реечной передачи непосредственно по направляющим станины,
что дает возможность получить значительные перемещения.
Револьверная головка 3 не имеет механического поворота. Вывод
фиксатора 4, зажим и разжим хомута 2 производятся вручную рукоят-
кой <?. При повороте револьверной головки синхронно поворачивается
барабан упоров 9, связанный,с ней конической зубчатой передачей. На ба-
рабане 9 расположены регулируемые упоры 7, с помощью которых произ-
водится установка длины рабочего хода на каждой позиции револьверной
головки. При движении суппорта вперед с рабочей подачей ©дин из упо-
ров 7 в нужный момент набегает на неподвижный упор на станине. При
этом барабан 9 останавливается, а суппорт продолжает двигаться. Валик 6,
закрепленный в барабане своим буртом, поворачивает расположенный
в каретке суппорта рычаг 5, который, перемещая валик 6, действует на
механизм выключения рабочего хода, находящийся в фартуке револьвер-
ного суппорта. В результате цепь механической подачи разрывается,
и продольный суппорт останавливается в нужном положении.
Существуют конструкции, в которых поворот револьверной головки
осуществляется с помощью мальтийского механизма или гидроцилин-
Дра.
Продольный суппорт в станках с горизонтальной осью револьверной
головки (фиг. I, 75) перемещается непосредственно по направляющим
станины с помощью реечной передачи. Фартук продольного суппорта
неподвижен. Револьверная головка 1 имеет 12—16 гнезд, в которых
крепят инструменты или приспособления с инструментами. Каждое
гнездо, попадая в верхнее положение, становится соосным со шпинделем
станка.
5*
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиг. 1,75.
Продольный
суппорт ре-
вольверного
станка с го-
ризонтальной
осью револь-
верной го-
ловки.
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
70
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиксатор 2 служит для обеспечения правильного положения оси каж-
дого гнезда относительно оси шпинделя. Управление механизмом фикса-
ции осуществляется вручную рукояткой 15.
Поворот револьверной головки производится тремя способами:
1)	быстрый поворот вручную при смене позиций производится
маховичком 12 через валик 10 и зубчатое колесо 16, зацепляющееся с зуб-
чатым венцом на револьверной головке. При этом с помощью маховичка 13
выключают фрикционную муфту 11, которая связывает червячное колесо 9
с валиком 10;
15 13 12 11 10 9	8
Фиг. 1,76. Механизм подачи и зажима прутка револьверного станка
мод. 1П326.'
2)	медленный поворот вручную для получения поперечной рабочей
подачи производится маховичком 7 через валик 5, червяк 4, червяч-
ное колесо 9, муфту 11 и далее, как в первом случае;
3)	медленный поворот с механической поперечной рабочей подачей
производится с помощью валика 3, получающего вращение от фартука
револьверного суппорта, далее через конические зубчатые колеса 8,
которые служат для реверсирования поперечной подачи в зависимости
от включения кулачковой муфты 6 с помощью рукоятки 14 и далее, как
во втором случае.
Механизм подачи и зажима материала имеется
во всех станках для прутковых работ.
Станки малых размеров снабжены механизмом (фиг. I, 76), закрепляе-
мым на левом торце станины.
Зажим прутка происходит следующим образом. На валу 2, получаю-
щем вращение от отдельного электродвигателя, сидит барабан 1 зажима
с фигурным пазом, в котором расположен ролик рычага 3 зажима. При
повороте барабана 1 поворачивается (против часовой стрелки) рычаг 3,
связанный с муфтой 8, сидящей на заднем конце шпинделя станка. Муфта 8,
перемещаясь влево, своим внутренним конусом вдавливает ролики 9
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
71
между шайбой 7 с сепаратором 10. Так как шайба 7 неподвижна, происхо-
дит перемещение сепаратора 10, компенсатора И, втулки 12 и гайки 13
влево. Гайка 13 связана с натяжной трубой 6, расположенной в отвер-
стии шпинделя станка. На трубе 6 закреплена на резьбе сменная зажим-
ная цанга 5, которая своим конусом входит в коническое отверстие перед-
него конца шпинделя. При перемещении трубы 6 влево цанга затягивается
Фиг I, 77. Механизм зажима прутка револьверного станка
мод. 1365.
в коническое отверстие шпинделя, и под действием упругой деформации
цанги пруток зажимается. '
При перемещении муфты 8 вправо за счет упругих свойств цанги про-
исходит разжим прутка, и детали 5, 6, 13, 12, 11, 10 и 9 возвращаются
в исходное положение.
Подача прутка осуществляется следующим образом. На валу 2 сидит
барабан 18 подачи, в фигурном пазу которого расположен ролик рычага 19
подачи. При повороте барабана 18 поворачивается (по часовой стрелке)
рычаг 19 и перемещает каретку 14, в которой закреплена подающая
труба 15, расположенная в отверстии натяжной трубы 6. На правом конце
подающей трубы закреплена сменная подающая цанга 4, охватывающая
пруток с определенной силой. Поэтому при перемещении подающей цанги
вправо происходит подача прутка. Перемещение подающей цанги влево
производится пружиной 17 (при соответствующей конфигурации фигур-
ного паза барабана 18). В это время пруток зажат в зажимной цанге;
поэтому подающая цанга возвращается в исходное положение, проскаль-
зывая по прутку. Винт 16 служит для установки величины хода подающей
цанги.
За один оборот вала 2 осуществляется цикл подачи и зажима прутка:
отход подающей цанги, разжим прутка, подача прутка, зажим прутка.
Механизм зажима прутка, примененный в тяжелом револьверном
станке, показан на фиг. I, 77.
72
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Зажим прутка производится следующим образом. Масло под давле-
нием, попадая в правую полость гидроцилиндра /, перемещает поршень 2,
который перемещает вилку 3. Последняя, действуя через муфту 4, ку-
лачки 5, шайбу 9, компенсаторные пружины 10 и ряд промежуточных
деталей, перемещает втулку 11 влево. Втулка И через гайку 7 действует
на подпружиненные сменные губки <?, затягивая их в конусное отверстие
детали 6. Происходит зажим прутка. Для того чтобы разжать пруток,
масло подается в левую полость гидроцилиндра.
Механизм захвата и подачи прутка в тяжелых станках выполняется
1 отдельно и располагается у левого торца коробки скоростей. Привод
этого механизма в отечественных станках — гидравлический. При работе
механизма вначале происходит захват прутка двумя рычагами, работаю-
щими от двух гидроцилиндров, затем гидроцилиндр подачи производит
подачу прутка.
§ 4. ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЙ СТАНОК МОД. 1365
Токарно-револьверный станок мод. 1365 предназначен для обработки
деталей из стального прутка инструментом из твердых сплавов и быстро-
режущей стали. Наибольший диаметр обрабатываемого прутка 80 мм.
Станок имеет шестигранную револьверную головку с вертикальной осью
вращения. Модификацией мод. 1365 является мод. 1П365, предназначен-
ная для патронных работ с наибольшим диаметром обработки над стани-
ной 500 мм. Кинематическая схема станка мод. 1365 показана на фиг. I, 78.
Коробка скоростей сообщает шпинделю 12 прямых и 12 обратных
скоростей вращения (п = 34-н1500 об/мин). Реверсирование шпинделя
осуществляется двусторонней фрикционной муфтой Afx.
42	40
Прямой ход: передача уу — Мг вправо; обратный ход: передача уу
через паразитное зубчатое колесо 35 — А4Х влево.
При прямом вращении шпинделя шесть верхних скоростей ряда
42	60
получаются по схеме: вал /—— вал III—-gg- (при включенной
муфте А42 и выключенной муфте М3) — вал V — передвижной трех-
2/	26	31
венцовый блок или -gy, или --------вал VI — передвижной двухвен-
« л	55	30
цовыи блок yg- или yj----шпиндель.
42
Шесть нижних скоростей ряда получаются по схеме: вал / — уу —
вал III— -Ц- (при включенной муфте 7И3 и выключенной муфте /И2) —
вал IV— 'бо'*“35 —вал — передвижной трехвенцовыи блок уу или
26	31	л71	„	«	55	30
уу, или	уу	— вал VI	— передвижной	двухвенцовыи	блок yg-	или у---
шпиндель.
Продольный и поперечный суппорты имеют каждый 18 продольных
подач, которые получаются от шпинделя через коробку передач, коробку
подач, ходовые валы XVI и XV, фартуки продольного и поперечного
суппортов и реечные передачи.
Цепь подач начинается постоянной передачей = I и двухвенцовым
л 26	1	39	.
блоком vy = или = 1, за счет которого происходит удвоение
Zffi,
Чиспо ремней 6
тип 6
6^253 1
IV
7Op H03
VII
2 46
z58
VIII
7 30
752
260
239
226^
у
2в2
X!
265
XV*
720^
756
738 242 Рабочий вал
поперечного
суппорта
Т736
1 ХШ
'.2,56 Z-У
Z4z
ho 74?
АоМ-У
/,7 квт
XXXVH
л»2
т-Ц
Правый
Z15
XXXVI
18
xvii i-4f-гиД1-хгх-А
В 152
Z?1
I /лТ 4*------
?4z_[	ускоренного
-'‘'пг 'хода суппортов
'рабочий вал
jbA^xvn револьверного
<	суппорта
Поперечный у nap
712 XX
5 продольных
у пор об
Двухза ходный
левый t*io
J Z46
736 \z30.,j<-3
.k=3 .
z30
TT™
Hl
XXXH1
XXXI
238
2*2
N=1H к 8т
п = 1Ч40 об/мин
*~2 _
f=1Orin
6продольных
_____ упоров
ТйГ^
XXV/1
Z30
гЗО
4=4 XV
ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЙ СТАНОК МОД. 1365
Фиг. I, 78. Кинематическая
схема револьверного станка мод. 1365.
74
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
числа (и величин) подач. Далее расположены коробка передач с постоянным
передаточным числом t = -gg- = 0,2 и коробка подач, дающая
девять переключений между валами XII и XV для поперечного суппорта
56	20	38	42	30
при помощи двух трехвенцовых блоков: или или и -^г-, или-^ ,
оо	оо oU	4^
36
или 36’
Девять переключений для продольного суппорта между валами XII
и XVI производятся двумя трехвенцовыми блоками с теми же передаточ-
ными отношениями.
Фартук поперечного суппорта обеспечивает передачу движения от
ходового вала XV к валу XX реечной шестерни через реверсирующий
30	30 30	3	21
механизм -^g- или -gg- •	, червячную передачу -gg- и зубчатую пару -gg-.
Таким способом осуществляется продольная подача поперечного суппорта.
Перемещение поперечных салазок суппорта (поперечная подача) обеспе-
чивается передачей движения от ходового вала XV к поперечному ходо-
вому винту XXIV {t = 10 мм) через реверсирующий механизм, червяч-
42	48 23
ную передачу, зубчатую пару и зубчатую передачу --jg-.
Таким способом осуществляется 18 поперечных подач.
Фартук продольного суппорта аналогичен фартуку поперечного суп-
порта. Продольная подача револьверного суппорта осуществляется по
vvr	„	30 30	30
схеме: ходовой вал XVI — реверсирующим механизм -йтг •	или
oU ом 4и
30	30	vvurr	3	-
30 "46 —вал XXVII — червячная передача -эд — зубчатая передача
21
-gg- — вал XXXI — реечное колесо (z = 12).
Поперечной подачи продольный суппорт не имеет.
Включение продольной и поперечной подач производится с помощью
кулачковых муфт М4, М5 и М6, расположенных в фартуках суп-
портов.
Для быстрого подвода и отвода суппортов служит механизм быстрого
(ускоренного) хода. Отдельный электродвигатель передает вращение валу
быстрого хода суппортов по следующей схеме: электродвигатель — вал
XXXVI — зубчатая передача — вал XXXVII — червячная пере-
дача эд- — вал XXXVIII — цепная передача -jg- — вал XIV. В фарту-
ках поперечного и продольного суппортов имеются механизмы, передаю-
щие вращение от вала XIV соответствующим реечным колесам по схеме:
38	36
вал XIV — зубчатая передача gg-----реверсирующий механизм -эд- —
42
зубчатая передача -gg- — реечная шестерня (г = 12).
Револьверная головка станка поворачивается вручную и связана
24
конической зубчатой передачей с шестипозиционным барабаном, на
котором крепятся упоры, обеспечивающие автоматическое выключение
продольной подачи продольного суппорта при достижении заданной вели-
чины хода.
Станок имеет преселективное управление изменением скоростей шпин-
деля и величин подач.
ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРН ЫЙ СТАНОК МОД. 1ГТ326
75
Переключение кулачковых муфт и перемещение скользящих блоков
зубчатых колес производятся гидроцилиндрами при медленном вращении
валов коробок скоростей и подач от специальных механизмов.
Торможение станка осуществляется многодисковым фрикционным
тормозом, управляемым гидроцилиндром. Механизмы зажима и подачи
прутка также управляются гидравлически.
§ 5. ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЙ СТАНОК мод. 1П326
Токарно-револьверный станок мод. 1П326 предназначен для работы
из прутка или в патроне инструментом из твердых сплавов и быстрорежу-
щей стали. Наибольший диаметр обрабатываемого прутка 25 мм, наиболь-
ший диаметр обработки над станиной 320 мм.
Станок имеет шестигранную револьверную головку с вертикальной
осью вращения.
Кинематическая схема станка дана на фиг. I, 79.
Коробка скоростей (редуктор) сообщает шпинделю шесть прямых и
шесть обратных скоростей (и = 200 до 3350 об/мин). Реверсирование шпин-
деля производится изменением направления вращения электродвигателя.
Скорости шпинделя получаются по схеме: электродвигатель (и =
— 1440 об/мин) — вал I — зубчатая передача -Ц- или — вал II— зуб-
27	57	40	гтт	201
чатая передача или или — вал /// — ременная передача —
*	ОУ	О У	<О	1OD
шпиндель.
Нужная скорость получается при включении двух электромагнитных
муфт в определенной комбинации. Для получения шести скоростей в ре-
дуктор встроены электромагнитные муфты М19 М2, А43, М4 и А45.
Поперечный суппорт станка имеет только поперечное перемещение,
продольный суппорт — только продольное. Коробка подач дает три подачи
для каждого суппорта.
Кинематическая цепь, связывающая шпиндель с входным валом V
коробки подач, состоит из двух ременных передач с передаточным отно-
.	155	98 л ,.ог л
шением t =	= 0,495.
1	1ОО
Коробка подач обеспечивает три переключения между валами V и VIII
'	30	53	66
и реверсирование при помощи трех зубчатых пар -др или , или
30	24 45
и реверсирующего механизма -др или -дд-.
Нужные величина и направление подачи достигаются включением
двух электромагнитных муфт в определенной комбинации. С этой целью
в коробку подач встроены электромагнитные муфты 7146, М 7 и М8 (Мв и
М8 — двусторонние муфты).
Фартук поперечного суппорта обеспечивает передачу движения от
коробки подач к ходовому винту поперечной подачи XIV по
схеме: вал VIII — червячная передача — вал XVI — зубчатая
о о
пара -||- — вал XV — зубчатая передача — ходовой винт XIV, Попе-
речная подача включается кулачковой муфтой М9,
Фартук продольного суппорта обеспечивает передачу движения от
коробки подач реечной шестерне z = 18 по схеме: вал XXIV — зубчатая
30 30	1
передача — вал XXV — червячная передача — вал XIII —
OU Ои	оо
76
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиг. I» 79. Кинематическая схема револьверного станка мод. 1П326.
НОРМАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ К СТАНКАМ
77
зубчатая пара — вал XII — реечная шестерня. Продольная подача
включается кулачковой муфтой М1о с одновременным выключением кулач-
ковой муфты ручной подачи 714п.
Продольный суппорт снабжен механизмом быстрого отвода в исходное
положение. От электродвигателя (и = 2800 об/мин. N = 0,25 кет) вра-
45
щение передается на вал IX, затем чарез зубчатую пару на вал XXV
и далее реечной шестерне по схеме, указанной выше.
Двусторонняя электромагнитная муфта М12 в конце рабочего хода
суппорта разрывает цепь подачи и включает цепь быстрого отвода в ис-
ходное положение.
Шестигранная револьверная головка станка поворачивается автома-
тически во время быстрого отвода суппорта в исходное положение.
При повороте револьверной головки происходит поворот барабана
специального командоаппарата, расположенного на валу XX. На бара-
бане устанавливаются упоры, действующие на конечные выключатели,
которые поставлены в цепь питания электромагнитных муфт, встроенных
в коробку скоростей и коробку подач. Командоаппарат и электромагнит-
ные муфты позволяют получать новые скорости шпинделя и подачи суп-
портов при каждом повороте револьверной головки в соответствии с за-
данными режимами резания (автоматическое управление).
Станок снабжен механизмом подачи и зажима материала с электроме-
ханическим приводом.
§ 6.	НОРМАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ
К РЕВОЛЬВЕРНЫМ СТАНКАМ
Инструменты, которыми должны быть обработаны заготовки на револь-
верном станке, закрепляют на поперечном суппорте и в гнездах револьвер-
ной головки при помощи различных приспособлений.
Фиг. I, 80. Нормальные приспособления к токарно-револьверным станкам.
Паспорт отечественных станков содержит перечень нормальных при-
способлений, поставляемых вместе со станком. Характерные нормальные
державки и приспособления показаны на фиг. I, 80.
78
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Для обработки заготовки определенной детали или группы деталей
сходной конфигурации револьверные станки оснащаются специальными
приспособлениями (фиг. I, 81), поставляемыми по отдельному заказу.
Существуют приспособления, расширяющие технологические возмож-
ности револьверного станка. Это, например, устройства для нарезания
резьбы резцом по эталонному винту, линейка для обработки длинных ко-
нусов, державки с перемещающимися от ходового винта резцами и т. д.
Для сокращения вспомогательного времени, затрачиваемого на наладку
в станках с горизонтальной осью вращения револьверной головки приме-
Фиг. I, 81. Специальные приспособления к
токарно-револьверным станкам.
няются сменные револьверные головки, оснащаемые инструментом и при-
способлениями и налаживаемые вне станка, при подготовке производства
новой детали.
Значительное сокращение вспомогательного времени может быть до-
стигнуто разделением обрабатываемых деталей на группы, в кото-
рые входят детали, сходные по конфигурации, но различные по раз-
мерам. В этом случае при переходе к обработке новой детали той же группы
нужно только настроить на размер инструменты, не меняя приспособлений.
Достаточно высокая степень автоматизации револьверных станков,
особенно — малых и средних размеров, позволяет встраивать их в автома-
тические линии.
Так, например, существует линия для обработки водо- и газопроводной
арматуры (фитингов), собранная из револьверных станков, снабженных
специальными поворотными патронами и вибрационными загрузочными
устройствами.
§ 7.	НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КАРУСЕЛЬНЫХ СТАНКОВ
Карусельные (токарно-карусельные) станки предназначены для обра-
ботки заготовок деталей большого веса и диаметра, имеющих сравни-
тельно небольшую высоту. Горизонтальное расположение плоскости круг-
лого стола (планшайбы), на котором крепится заготовка, значительно
облегчает ее установку и выверку, что весьма затруднительно при обра-
ботке больших тяжелых заготовок на токарных и лоботокарных станках.
На карусельных станках производится токарная обработка резцом на-
ружных и внутренних поверхностей разного профиля. Центральные от-
ДВИЖЕНИЯ в КАРУСЕЛЬНЫХ СТАНКАХ
79
верстия заготовки на станках, имеющих револьверную головку, обра-
батывают сверлами, зенкерами, метчиками и пр.
При помощи специальных приспособлений на карусельных станках
можно производить фрезерование, шлифование и долбление.
Основными размерами карусельных станков являются наибольший
диаметр обрабатываемой заготовки при опущенном боковом суппорте и
высота заготовки.
Краткие технические характеристики моделей отечественных кару-
сельных станков даны в табл. I, 9.
Таблица I. 9
Характеристика
Модели станков
1М531 | 1541 | 1553 | 1540 | 1М565	1563 | 1591 |	1593
Компоновка . . .
Наибольший диа-
метр обрабаты-
ваемой поверх-
ности в мм . . .
Наибольшая вы-
сота обрабаты-
ваемой заготов-
ки в мм. . . .
Скорость глав-
ного движения
в об!мин ....
Мощность привод-
ного электро-
двигателя в кет
Одностоечные
800	1000 1250 1600 2300
800
19—
500
20
70
800
8—400
20—28
90
1000 1000 1600
6,3—
315
4—200 22—71
28	28	40
120	175	345
4000
Двухстоечные
5000
6300
10 000
12 500
12 500
16 000
2000 3200 3200	5 000 5 000
0,56- 0,3—
45	30
75	100
640	980
0,3— 0,132- 0,17—
23,6	8,48	17
100	160 2х
Х125Х
Х160
1860 5400 13 700
Вес в кн • . . .
* Модель не имеет номера в типаже металлорежущих станков на 1959—1965 гг.
Кроме моделей, указанных в табл. I, 9, в ближайшие годы планируется
выпуск тяжелых карусельных станков с наибольшим диаметром обраба-
тываемой поверхности до 20—25 м.
Помимо универсальных карусельных станков, отечественная промыш-
ленность выпускает специализированные карусельные станки с кольце-
вой планшайбой (для деталей типа колец) и карусельные башенные станки
для растачивания заготовок больших диаметров.
§ 8.	ДВИЖЕНИЯ В КАРУСЕЛЬНЫХ СТАНКАХ
В карусельных станках главным движением (и) является вращение
стола, несущего заготовку (фиг. I, 82). Движениями подачи являются
горизонтальное и вертикальное перемещения бокового и вертикального
суппортов ($ь s2, s3, s4).
К вспомогательным движениям относятся быстрое вертикальное пере-
мещение поперечины, поворот револьверной головки и др.
80
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Вертикальная подача бокового суппррта используется для обработки
наружных поверхностей различного профиля, а горизонтальная — для
прорезания канавок, снятия фасок и т. д. Горизонтальная подача верти-
Фиг. I, 82. Двухстоечный карусельный станок мод. 1553.
кального суппорта используется для обработки торцовых плоскостей,
вертикальная подача его — для обработки наружных и внутренних по-
верхностей.
§ 9.	КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ
КАРУСЕЛЬНЫХ СТАНКОВ
По конструктивной компоновке карусельные станки делятся на одно-
стоечные и двухстоечные.
Одностоечные станки (фиг. I, 83) изготовляются с наибольшим диа-
метром обработки до 1600 мм.
Основные узлы станка: станина со стойкой /, стол (планшайба) 2,
поперечина (траверса) 3, вертикальный суппорт 4 с пятигранной револьвер-
ной головкой, боковой суппорт 6, привод планшайбы, механизмы подачи
суппортов 5.
Двухстоечные станки (см. фиг. I, 82) изготовляются для обработки
деталей диаметром до 25.0Q0 мм. К станине / крепятся две стойки 2, свя-
занные перекладиной 6. Но направляющим стоек перемещается попе-
речина 4, несущая два вертикальных суппорта 3 и 5, один из которых
снабжен револьверной головкой (только в станках с диаметром обработан-
ной поверхности до 2300 мм).
Остальные узлы аналогичны узлам одностоечного станка.
Стол 4 (планшайба) является наиболее характерным узлом
карусельных станков. Своими круговыми направляющими 3 (фиг. I, 84) он
КОНСТРУКТИВНАЯ КОМПОНОВКА И ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ СТАНКОВ
81
\ опирается на направляющие 2 станины. Шпиндель /, смонтированный
в подшипниках качения 5 и 6, обеспечивает лучшее центрирование стола.
Подпятник 7 частично разгружает направляющие при работе станка на
Фиг. I, 83. Одностоечный карусельный станок.
высоких оборотах. В этих случаях с помощью червячной пары в, 9 и резьбо-
вого соединения 10 шпиндель и стол поднимаются; при этом круговые на-
правляющие частично разгружаются от осевых и от радиальных нагрузок,
которые воспринимаются
подшипниками 5 и 6.
Существуют конструк-
ции, в которых вертикаль-
ное положение стола регу-
лируется гидроцилиндром.
В быстроходных кару-
сельных станках, предна-
значенных для обработки
легких сплавов, круговые
направляющие скольже-
ния отсутствуют, а нагруз-
ки воспринимаются роли-
коподшипниками 1 и 3
шпинделя и подпятником 2
(фиг. I, 85).
Вращение планшайбы
Фиг. I, 84. Планшайба карусельного станка.
осуществляется от при-
вода через коническую зубчатую передачу 4—5 и цилиндрическую 6—7.
Привод стола в легких и средних карусельных станках состоит
из односкоростного электродвигателя и коробки скоростей.
6 Ачеркан 159
82
РЕВОЛЬВЕРНЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
Последние модели легких карусельных станков имеют коробки скоро-
стей с встроенными электромагнитными муфтами, которые позволяют
автоматически изменять скорость вращения планшайбы в зависимости
от поворота револьверной головки вертикального суппорта.
Привод тяжелых карусельных станков состоит из электродвигателя
постоянного тока с бесступенчатым регулированием числа оборотов и
коробки скоростей с малым числом ступеней. Благодаря этому станок
имеет, например, при трехступенчатой коробке скоростей три диапазона
скоростей стола, причем в пределах каждого диапазона скорость регули-
руется бесступенчато.
Фиг. I, 85. Стол быстроходного карусельного станка.
Механизмы подачи суппортов представляют собой коробки
подач, закрепленные на суппортах или на поперечине и связанные кине-
матической цепью со столом. Электромагнитные муфты коробки подач
новых моделей легких станков позволяют изменять скорость подачи в за-
висимости от поворота револьверной головки, а также вести работу
по копиру.
В карусельных станках имеются механизмы быстрого перемещения
суппортов и поперечины, которые в легких станках имеют один общий
электродвигатель. В тяжелых станках каждый механизм быстрого пере-
мещения имеет отдельный привод.
Для удобства обслуживания карусельные станки снабжаются дистан-
ционным управлением: легкие станки новых моделей позволяют вести
обработку по автоматическому циклу.
§ 10.	ПРИНАДЛЕЖНОСТИ К КАРУСЕЛЬНЫМ СТАНКАМ
В большинстве случаев заготовку устанавливают и закрепляют не-
посредственно на столе станка. Для этого используют различные устано-
вочные и крепежно-зажимные приспособления — прихваты, болты, на-
боры планок и переставных кулачков и др. (фиг. I, 86).
ПРИНАДЛЕЖНОСТИ К КАРУСЕЛЬН ЫМ СТАНКАМ
83
Детали небольших размеров закрепляются в патронах, устанавливае-
мых на планшайбе.
Для расширения технологических возможностей станка применяются
различные приспособления (фиг. I, 87), которые закрепляются в револь-
верной головке или устанавлива-
ются на ее месте.
Режущие инструменты устанавли-
ваются в револьверной головке с по-
мощью приспособлений, аналогич-
ных описанным в § 6.
Фиг. I, 86. Крепежно-зажимные и установочные приспособления к карусельным станкам.
Фиг. I, 87. Приспособления к карусельным станкам:
а — копировальное; б — фрезерное; в — плоскошлифовальное.
в)
Боковой суппорт снабжен четырехпозиционным поворотным резце-
держателем для закрепления резцов.
f
6!
ГЛАВА IV
токарные автоматы и полуавтоматы
§ 1.	НАЗНАЧЕНИЕ ТОКАРНЫХ АВТОМАТОВ И ПОЛУАВТОМАТОВ
Автоматом называется станок, в котором автоматизированы все основ-
ные и вспомогательные движения, необходимые для выполнения техноло-
гического цикла обработки заготовки, а также загрузка заготовки и вы-
грузка обработанной детали. Обслуживание автомата сводится к перио-
дической подаче материала-заготовки или прутка — и контролю обрабо-
танных деталей х.
Полуавтоматом называется станок, в котором автоматизированы все
основные и вспомогательные движения, составляющие цикл обработки
одной заготовки. По окончании цикла полуавтомат останавливается; для
повторения цикла необходимо снять готовую деталь, поставить и закре-
пить новую заготовку и пустить станок.
Токарные автоматы и полуавтоматы предназначены для изготовления
деталей сложной конфигурации путем обработки заготовки несколькими
(многими) инструментами.
Наряду с токарными автоматами и полуавтоматами, получившими
наибольшее распространение в машиностроении, существуют автоматы
и полуавтоматы фрезерные, шлифовальные, сверлильные и др.
Автоматизация цикла работы современных станков осуществляется на
основе использования средств механики, гидравлики, электротехники и
электроники, пневматики или на комбинированной базе.
Станки с механической базой автоматизации производительны и на-
дежны в эксплуатации. Однако на переналадку таких автоматов затрачи-
вается много времени. Поэтому автоматы с механической базой автомати-
зации используют, как правило, в условиях массового производства,
а полуавтоматы — в условиях серийного и крупносерийного производства.
Станки, автоматизированные другими способами, допускают быструю пере-
наладку и поэтому применяются чаще всего в серийном производстве.
Особое место занимают станки с числовым (цифровым) программным
управлением циклом. Такие станки могут быть эффективно использо-
ваны для изготовления деталей мелких и средних серий (см. раз-
дел VI).
Токарные автоматы и полуавтоматы подразделяют по различным при-
знакам:
а)	назначению — на универсальные и специализированные;
б)	виду заготовки — на прутковые и патронные;
в)	количеству шпинделей — на одно- и многошпиндельные;
г)	расположению шпинделей — на горизонтальные и вертикальные.
1 При работе из прутка под заготовкой понимается часть прутка, из которой изго-
товляется одна деталь.
КУЛАЧКОВЫЙ ПРИВОД И ГРУППЫ АВТОМАТОВ
85
§ 2.	КУЛАЧКОВЫЙ ПРИВОД И ГРУППЫ АВТОМАТОВ
В этой главе рассмотрены в основном токарные автоматы и полуавто-
маты с механической базой автоматизации, в основе которой лежит кулач-
ковый привод. Автоматическое управление циклом этих станков осущест-
вляется с помощью распределительного вала, на котором сидят кулачки раз-
личной конфигурации, связанные системой рычагов, зубчатых и других
передач с исполнительными механизмами станка — суппортами, механиз-
мом зажима и подачи и пр. При вращении распределительного вала кулачки
приводят в движение соответствующие исполнительные механизмы. После-
довательность движений определяется относительным расположением ку-
Ф,иг. I, 88. Кулачки:
а •— дисковые; б —- цилиндрические.
лачков на распределительном валу. Обычно за один оборот распредели-
тельного вала происходит полная обработка одной заготовки.
По форме кулачки разделяются на дисковые (фиг. I, 88, а) и цилиндри-
ческие (фиг. I, 88, б).
С помощью дисковых кулачков удобно передавать движения с малой
длиной пути и в плоскостях, перпендикулярных оси вращения кулачка.
Цилиндрические кулачки используются обычно для осуществления более
значительных перемещений и в плоскостях, параллельных оси вращения
кулачка или проходящих через эту ось.
По конструкции кулачки подразделяются на цельнофрезерованные и
с накладными кривыми. Конструктивной разновидностью цилиндрического
кулачка является торцовый кулачок, или кулачок колокольного типа,
представляющий собой полый цилиндр с кривой, выполненной на одном
из его торцов.
По некоторым особенностям управления циклом автоматы можно под-
разделить на три группы.
К первой группе относят автоматы, которые имеют один распреде-
лительный вал, управляющий как основными (рабочими), так и вспомога-
тельными (холостыми) движениями и вращающийся с постоянной для
86
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
данной настройки скоростью. В автоматах этой группы неизбежны зна-
чительные потери времени на холостые движения, так как число оборотов
распределительного вала определяется скоростью медленных рабочих
движений. Однако в автоматах малых размеров с небольшим количеством
холостых движений применение такой схемы целесообразно и оправды-
вается ее простотой.
Ко второй группе относят автоматы также с о д н и м распределитель-
ным валом, которому в течение цикла сообщаются две скорости враще-
ния — малая и большая. На малой скорости вращения распределитель-
ного вала выполняются рабочие движения, на большой — холостые. При
очевидных преимуществах такой схемы ее основным недостатком является
невозможность получения значительной разницы между обеими скоро-
стями вращения распределительного вала. Это объясняется тем, что этот
вал с сидящими на нем кулачками рабочих и холостых движений имеет
довольно большой момент инерции, вызывающий ударную нагрузку в ме-
ханизмах переключения при переходе с одной скорости на другую. По
такой схеме выполняются автоматы для работ с относительно малым коли-
чеством холостых движений.
К третьей группе относят автоматы, имеющие, кроме распределитель-
ного вала, вращающегося с малой скоростью и осуществляющего рабо-
чие движения и управление циклом, быстроходный вспомогательный
вал, осуществляющий холостые движения. Команды на выполнение холо-
стых движений подаются распределительным валом с помощью сидящих
на нем барабанов с упорами. По такой схеме выпускают автоматы, пред-
назначенные для обработки деталей наиболее сложной конфигурации,
для чего необходимо значительное число вспомогательных движений.
§ 3.	ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
Наиболее распространенными типами одношпиндельных токарных авто-
матов являются: фасонно-отрезные автоматы, автоматы фасонно-про-
дольного точения, часто называемые также автоматами продольного точе-
ния и токарно-револьверные автоматы.
Фасонно-отрезные автоматы предназначаются для изготовления из
прутка (или бунта) коротких деталей малого диаметра и простой формы
в условиях крупносерийного и массового производства. > Схема работы
такого автомата показана на фиг. I, 89.
Материал закрепляется во вращающемся шпинделе / с помощью цан-
гового патрона. Станок имеет два-четыре суппорта 2, перемещающихся
только в поперечном направлении и несущих фасонные и отрезные резцы.
Для получения детали заданной длины станок снабжен подвижным упо-
ром 3, автоматически устанавливающимся по оси шпинделя после оконча-
ния цикла. Материал подается с помощью механизма подачи до сопри-
косновения с упором.
Станок относится к автоматам первой группы.
Главным движением (и) в этих станках является вращение шпинделя,
движения подачи (s) — перемещения поперечных суппортов.
Некоторые модели фасонно-отрезных автоматов имеют продольный
суппорт, перемещающийся вдоль оси шпинделя, позволяющий произво-
дить сверление отверстий. Некоторые характерные детали обрабатывае-
мые на фасонно-отрезных автоматах, показаны на фиг. I, 90.
Автоматы продольного точения предназначены для изготовления длин-
ных деталей малого диаметра из прутка или бунта в условиях массового
ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
87
производства. Эти автоматы используются главным образом на предприя-
тиях точной индустрии, например, в часовой промышленности, приборо-
строении, радиотехнической промышленности и т. п.
Высокие требования к точности и чистоте поверхности обрабатываемых
деталей, предъявляемые точной индустрией, обусловили ряд конструктив-
ных особенностей автоматов продольного точе-
ния. Нафиг. I, 91 дана схема работы автомата.
Заготовка закрепляется во вращающемся шпин-
деле 1 при помощи цангового патрона. Шпин-
дельная бабка 2 перемещается по направляю-
щим станины, сообщая тем самым заготовке
движение подачи (sj относительно неподвиж-
ного резца 3, закрепленного в суппорте 9. Суп-
порт сообщает резцу установочные перемеще-
ния при переходе на обработку ступени другого
диаметра и движение поперечной подачи (s2)
при отрезке и фасонном обтачивании. Станок
имеет два-три вертикальных суппорта и суп-
порт балансирного типа 4, несущий два резца
и совершающий качательное движение вокруг
оси 5. Расположение суппортов показано на
фиг. I, 92.
Обработка центрального отверстия — свер-
ление, зенкерование, нарезание резьбы метчи-
ками и плашками и т. д. — производится
с помощью специальных приспособлений 7
(фиг. I, 91), устанавливаемых на левой стороне станины.
Шпиндели приспособлений часто имеют независимое поступатель-
ное ($3) и вращательное движения. Для уменьшения прогиба и вибрации
1,89. Схема работы
Фиг.
фасонно-отрезного автомата.
Фиг. 1,90. Типовые детали, изготовляемые на фасонно-отрезных
автоматах.
прутка под действием сил резания передний конец его пропускается
через калиброванное отверстие люнета 6, закрепленного на суппортной
стойке 3, установленной на станине. Такая компоновка обеспечивает высо-
копроизводительную обработку деталей значительной длины без опасения
возникновения значительного прогиба и вибраций.
При этом достигается высокая точность и чистота обработанных поверх-
ностей.
Следует отметить, что к прутковым заготовкам, обрабатываемым на
этих автоматах, предъявляются повышенные требования по точности.
88
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
4 3
Фиг. I, 91. Схема работы автомата фасонно
продольного точения.
Главным движением (у) в этих автоматах является вращение шпинделя.
При цилиндрическом обтачивании движением продольной подачи sr
является перемещение шпиндельной бабки, при отрезке — поперечная
подача s2, осуществляемая перемещением вертикальных суппортов или
поворотом суппорта балансир-
ного типа. При фасонной обра-
ботке подача получается как
геометрическая сумма продоль-
ной и поперечной подачи (sx
и s2).
При сверлении, зенкерова-
нии, развертывании продольная
подача представляет собой алге-
браическую сумму продольных
подач шпинделя станка Sj и
шпинделя приспособления $3.
Автоматы продольного точе-
ния имеют один распределитель-
ный вал, управляющий рабо-
чими и холостыми движениями (автоматы первой группы).
Характерные детали, обрабатываемые на таких автоматах, показаны
на фиг. I, 93.
Основным размером автоматов продольного точения является наи-
больший диаметр обрабатываемого прутка.
Фиг. I, 92. Расположение суппортов в автоматах фасонно-продольного
точения:
а — суппорт балансирного типа; б — вертикальные суппорты.
В табл. I, 10 приведены основные технические параметры современных
отечественных автоматов продольного точения.
Токарно-револьверные автоматы предназначаются для изготовления
деталей сложной конфигурации в условиях массового производства.
Обработка заготовок таких деталей требует применения большого
числа различных инструментов, для размещения которых эти автоматы
имеют продольный суппорт с шестипозиционной револьверной головкой,
и два-три поперечных суппорта. В большинстве случаев эти автоматы скон-
ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
89
струированы для прутковой работы; в новых моделях предусмотрена воз-
можность загрузки штучных заготовок из магазинного устройства.
На фиг. I, 94 показан общий вид пруткового токарно-револьверного
автомата. Пруток, расположенный в поддерживающей трубе 1, закреп-
ляется во вращающемся шпинделе 3 (главное движение v) при помощи
цангового патрона. Подача прутка для изготовления следующей детали
производится механизмом подачи 2. Продольное обтачивание, обработка
центрального отверстия (сверление, зенкерование, развертывание, наре-
зание резьбы и пр.) производятся с помощью продольного суппорта 6,
Таблица 1.10
Характеристика	Модели станков						
	1104	116А	1А10П	ШОА	1П12	1П25	1П25Р *
Наибольший диаметр обрабатывае- мого прутка в лш	4	6	7	10	12	25	25
Скорости главного движения	1474—	2235—	ЮЗО-	1790—	800—	315—	315
в об!мин	9980	10 000	6250	7000	6300	4000	4000
Мощность приводного электродви- гателя в кет	1,7	1,5	1,7	1,7	2,8	4,5	4.5
Вес в кн	8	6,2	5,5	6,5	8	16	16
Станок имеет револьверную головку.
90
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
несущего револьверную головку 5 (продольная подача sx). Отрезные и
фасонные резцы устанавливают в поперечных суппортах 4 (поперечная
подача s2). Шестипозиционная револьверная головка имеет гнезда для
Фиг. I, 94. Общий вид токарно-револьверного автомата.
7
Фиг. I, 95. Схема
действия продоль-
ного суппорта то-
карно-револьверно-
го автомата.
крепления инструментов и упора точного ограничения подачи материала.
По окончании рабочего хода происходит отвод продольного суппорта в ис-
ходное положение и поворот револьверной головки на следующую пози-
цию. Этот поворот сопровождается
быстрым 'дополнительным отводом и
подводом продольного суппорта, чтобы
исключить возможность удара о заго-
товку следующего инструмента (если
он длиннее предыдущего).
Автомат имеет распределительный
вал 7, осуществляющий рабочие и часть
вспомогательных движений и управля-
ющий всеми остальными вспомогатель-
ными движениями (третья группа).
С помощью дисковых кулачков 10,
11, 12 производятся рабочие перемеще-
ния поперечных суппортов 4. Отвод
суппортов в исходное положение обе-
спечивается пружинами и соответству-
на кулачках.
ющей конфигурацией кривых
Дисковый кулачок (фиг. I, 95), расположенный между направляющим
станины и сидящий на ответвлении распределительного вала, с помощью
рычага и рейки перемещает продольный суппорт со скоростью рабочей
подачи. Пружина 2 возвращает суппорт в исходное положение при соот-
ветствующей форме кривой кулачка.
ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
91
Поворот револьверной головки, подача и зажим прутка производятся
специальными механизмами, получающими движение от быстроходного
вспомогательного вала 1 (фиг. I, 96), расположенного с задней стороны
станка.
Кулачковой муфтой 3 включается передача вращения от вспомогатель-
ного вала к механизму поворота револьверной головки через зубчатые
Фиг 1,96. Токарно-револьверный автомат (вид со стороны вспомогатель-
ного вала).
колеса 2—8—7. При включении муфты 4 механизм подачи и зажима прутка
получает движение от вспомогательного вала через зубчатые колеса 5—6.
Команда на включение кулачковых муфт подается распределительным
валом с помощью барабанов 8 и 9 (фиг. I, 94) и системы рычагов.
На фиг. I, 97 дан пример управления кулачковой муфтой, включаю-
щей кинематическую цепь поворота револьверной головки.
Фиг. I, 97. Управление включением цепи поворота револьверной головки в токарно-
револьверном автомате.
Барабан /, заклиненный на распределительном валу, упором 2 повора-
чивает рычаг 3 с фиксатором 4. Фиксатор выходит из проточки на кулач-
ковой полумуфте 5, давая возможность пружине 6 произвести ее сцепление
с полумуфтой 8, закрепленной на вспомогательном валу штифтом 7.
Кулачковые муфты выключаются по окончании цикла вспомогатель-
ного движения.
9?
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
Многоинструментальная обработка заготовки требует изменения ско-
рости и направления вращения шпинделя автомата в течение цикла.
В конструкциях с механическим управлением команды на изменение ско-
рости и на реверсирование шпинделя подаются барабаном с упорами,
закрепленным на распределительном валу. Включением кулачковой муфты,
сидящей на вспомогательном валу, механизму переключения скоростей
шпинделя сообщается необходимое движение.
Коробки скоростей токарно-револьверных автоматов новой конструк-
б ции имеют встроенные электромагнитные фрикционные муфты, включение
которых в соответствующей комбинации дает нужную скорость шпинделя.
Фиг. 1, 98. Типовые детали, изготовляемые на токарно-револьверных
автоматах.
Изменение последней связано с поворотом револьверной головки при
помощи специального командоаппарата, заранее настроенного в соответ-
ствии с циклом обработки.
Примеры типовых деталей, изготовляемых на токарно-револьверных
автоматах, приведены на фиг. I, 98.
Основным размером токарно-револьверных автоматов является наи-
больший диаметр обрабатываемого прутка. Важнейшие параметры совре-
менных моделей отечественных токарно-револьверных автоматов при-
ведены в табл. I, 11.
Таблица /, //
X арактеристика	Модели станков			
	1А112	1АН8	1А125	1140
Наибольший диаметр обрабатываемо- го прутка в мм	12	18	25	40
Скорости главного движения в об/мин	183—5040	133—4000	150—3500	120—2800 при левом вращении; 56—1400 при правом вращении
Мощность приводного электродвига- теля в кет	2,8	2,8	4,5	5,2—7
Вес в кн	10	12	18	23
МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
93
§ 4.	МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
Многошпиндельные токарные автоматы предназначены для изготовле-
ния деталей из прутка или штучных заготовок в условиях массового
производства. В зависимости от вида заготовок эти автоматы разделяются
на прутковые и патронные (магазинные)
Многошпиндельные автоматы с горизонтальным расположением шпин-
делей по принципу работы подразделяются на автоматы параллельного
или последовательного действия.
В автоматах параллельного действия на всех шпинделях производятся
одновременно одинаковые операции, так что за один цикл работы автомата
Фиг. I, 99.
Многошпиндельный фасонно-отрезной автомат мод. 1240-0.
одновременно завершается полная обработка стольких заготовок, сколько
шпинделей имеет автомат. Такие автоматы используются для обработки
заготовок коротких деталей простой формы из пруткового материала.
Типичным представителем, автоматов параллельного действия является
многошпиндельный фасонно-отрезной автомат мод. 1240-0 (фиг. I, 99).
На станине 6 расположена передняя стойка 2, несущая четыре вращаю-
щихся шпинделя (главное движением), расположенных в один ряд в верти-
кальной плоскости. Каждый шпиндель снабжен механизмами подачи и
зажима прутка. Механизм подачи объединен с механизмом 1 поддержки
прутков и работает от пневматики. Механизм зажима прутка — цанго-
вый, управляется распределительным валом. Подача прутков произво-
дится до упоров 4, расположенных в задней стойке 5. В пазах передней
стойки размещены два поперечных суппорта 7, каждый из которых обслу-
живает все четыре шпинделя. Суппорты имеют только поперечное пере-
мещение (поперечная подача s). В одном суппорте закрепляют фасонные
резцы, в другом — отрезные. Передняя и задняя стойки соединены тра-
версой <?, в которой расположен распределительный вал, осуществляю-
щий рабочие и холостые движения исполнительных механизмов.
94
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
Фиг. I, 100. Расположение позиций в много-
шпиндельных автоматах последовательного
действия.
Распределительный вал имеет две скорости вращения (автомат второй
группы).
На многошпиндельных фасонно-отрезных автоматах обрабатываются
заготовки тех же деталей, что и на одношпиндельных (см. фиг. I, 93).
Основным размером этих автоматов является наибольший размер обраба-
тываемого прутка.
В автоматах последовательного действия каждый шпиндель с заготов-
кой последовательно подается во все имеющиеся на станке позиции.
В каждой позиции производится одна или несколько операций согласно
технологическому циклу обработки (фиг. I, 100).
Несколько (4—6—8) шпинделей монтируются в шпиндельном блоке
(барабане), который периодически поворачивается на угол, равный цен-
тральному углу между осями
смежных шпинделей. Цикл обра-
ботки строится так, что за один
оборот шпиндельного блока про-
исходит полная обработка заго-
товки. Одна из позиций является
загрузочной. В прутковых авто-
матах в этой позиций происходит
отрезка готовой детали и подача
и зажим прутка, в патронных
(магазинных) — освобождение го-
товой детали и загрузка новой
заготовки (с помощью магазинного
устройства).
В конструкции автоматов могут
быть предусмотрены две загрузоч-
ные позиции (чаще всего — про-
тивоположные); в этом случае заготовка проходит лишь половину имею-
щихся позиций и за это время полностью обрабатывается, т. е. за один
оборот шпиндельного блока одновременно завершается обработка двух
заготовок. Такой принцип обработки, называемый параллельно-последо-
вательным, используется для высокопроизводительной обработки заго-
товок деталей простой формы.
• В типаже отечественных металлорежущих станков многошпиндельные
горизонтальные патронные станки отнесены к числу полуавтоматов, хотя
в конструкции новых моделей предусмотрена возможность магазинной
загрузки, т. е. превращение такого станка вавтомат. Это объясняется тем,
что магазинное устройство не может быть широкоуниверсальным, т. е. при-
годным для всех размеров и форм заготовок, обрабатываемых на станке.
По конструкции эти полуавтоматы мало отличаются от автоматов: разли-
чие заключается в том, что в полуавтоматах штучные заготовки загру-
жаются вручную и в загрузочной позиции отсутствует поперечный (от-
резной) суппорт.
Основным размером многошпиндельйых горизонтальных прутковых
автоматов является наибольший размер обрабатываемого прутка, патрон-
ных полуавтоматов — диаметр патрона.
Краткие технические характеристики отечественных автоматов и полу-
автоматов даны в табл. I, 12. Примеры типовых деталей, изгдтовляемых
на многошпиндельных автоматах, даны на фиг. I, 101.
На фиг. I, 102 показан общий вид многошпиндельного горизонталь-
ного пруткового автомата мод. 1240-6, выпускаемого станкозаводом им. Ор-
МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЕ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
95
Таблица I, 12
X арактеристика	Модели станков								
	1А225	1232	1240-6	*	1262М**	261М**	1265**	1265-4**	1290**
Число шпинделей	6	4	6	6		6	6	4	4
Наибольший диа-	25	32	40	40	50	50	65	80	100
метр обрабаты- ваемого прутка в мм Диаметр патрона					130	130	160	200	250
в мм Скорость главного	229—2560	229—	158—	До	88—	88—	80—	58-	54—
движения в	до 3250	2560	2170	2200	1015	1015	1600	1025	759
об/мин Мощность привод-	14	До 3250 14	20	20	140— 1620 14	140— 1620 14	20—28	28	28
ного электро- двигателя в кет Вес в кн	57	57	85	78	64	68	132	128	157
* Модель не имеет номера в типаже металлорежущих станков на 1959—1965 гг.
** Станки выпускаются также в патронном исполнении.
джоникидзе. Станок предназначен для обработки заготовок сложных дета-
лей из пруткового материала инструментами из быстрорежущей стали или
твердосплавными.
На станине 1 расположены передняя стойка «3 и задняя 5, соединенные
траверсой 4. Портальная компоновка станка обеспечивает необходимую
жесткость и удобна в отношении размещения основных узлов.
Фиг. I, 101. Примеры типовых деталей, изготовляемых на многошпиндельных
автоматах.
В траверсе расположен распределительный вал, имеющий две ско-
рости вращения: медленную для осуществления рабочих ходов и быструю
для холостых ходов (автомат второй группы).
В передней стойке размещен поворотный шпиндельный блок, несущий
шесть шпинделей. Поворот и фиксация шпиндельного блока выполняются
специальными механизмами, получающими движение от распределитель-
ного вала. Вращение шпинделей (главное движение о) осуществляется
с помощью коробки передач, расположенной в задней стойке 5, через цен-
тральный вал.
Прутки, размещенные в механизме поддержки 2, закрепляются в шпин-
делях при помощи цанговых патронов, управляемых распределительным
валом.
96
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
В позиции № 6 (см. фиг. 1, 100) происходит подача прутка до упора,
который в этот момент автоматически устанавливается против шпинделя,
а по окончании подачи отводится в сторону. Подводом упора и движением
Фиг. I, 102. Многошпиндельный горизонтальный прутковый автомат мод. 1240-6.
механизма подачи также управляет распределительный вал. На передней
торцовой стенке передней стойки закреплены направляющие, по которым
перемещаются шесть поперечных суппортов 7 (поперечная подача s2).
Фиг. I, 103. Схема перемещения
поперечных суппортов авомата
мод. 1240-6.
В пазах суппортов устанавливаются резце-
держатели с отрезными и фасонными рез-
цами. Перемещениями суппортов управляет
распределительный вал через системы рыча-
гов, которые позволяют регулировать ход
суппортов при неизменной кривой кулачка
в пределах 0—22 мм (фиг. I, 103).
Наружное обтачивание, обработка цен-
трального отверстия и нарезание наружной
и внутренней резьб производятся с помощью
продольного суппорта 8 (см. фиг. 1, 102),
который перемещается по трубе, запрессован-
ной в шпиндельный блок и по дополнитель-
ной направляющей, расположенной на тра-
версе. Грани продольного суппорта имеют
направляющие типа «ласточкин хвост», в ко-
торых устанавливаются державки с инстру-
ментами и подвижные стойки. Перемещения
продольного суппорта (продольная подача sj
осуществляются от распределительного вала
через специальный механизм.
Механизм перемещения продольного суппорта (фиг. I, 104) обеспечи-
вает быстрый подвод (отвод) на длине пути 120 мм и рабочий ход, регули-
руемый в пределах 20-7-80 ,мм. Быстрый подвод (отвод) производится дви-
МНОГОШПИНДЕЛЬН ЫЕ ГОРИЗОНТ АЛЬН Ы Е ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ
97
жением каретки 7, связанной роликом 2 с кулачком на распределительном
валу.
В это время рычаг 5 не перемещается, а зубчатое колесо 6 катится по
рейке 7 и перемещает рейку S, связанную с продольным суппортом,
на удвоенную длину хода каретки. Быстрое перемещение происходит до
упора каретки в упорный винт (на чертеже не показан). Далее, от другой
кривой кулачка, по которой обкатывается ролик 4, начинается медленный
поворот рычага 5. При этом перемещение рейки 7 вызывает перемещение
рейки 8 и продольного суппорта. Величина рабочего хода устанавливается
положением тяги 3 в пазу рычага 5 и регистрируется расположенной на
нем шкалой. При быстром отводе
каретки и рычага в исходное
положение.
Шпиндели станка вращают-
ся с постоянной для данной
наладки скоростью и не меняют
направления вращения во вре-
мя цикла. Поэтому для обра-
ботки отверстий малого диаме-
тра используются инструмен-
тальные шпиндели. Инструмен-
тальные шпиндели 6 (см. фиг.
—К 102) у ста на вл и в аютс я в по-
движных стойках на продольном
суппорте. Шпиндели получают
вращение от коробки передач
через длинные шлицевые ва-
лики.
Независимое перемещение инструментальных шпинделей может
происходить в позициях № 6 и 5 (см. фиг. I, 100).
Ролик (фиг. I, 105) сектора 2 находится в контакте с кривой кулачка,
закрепленного на распределительном валу. Сектор 2 поворачивается во-
круг неподвижной оси и через переставную тягу 3 передает движение рыча-
*^гу 4, соединенному тягой 5 с'подвижной стойкой /, несущей инструмен-
тальный шпиндель. Величина хода шпинделя регулируется перестанов-
кой тяги 3 в пазу сектора 2.
Резьбу можно нарезать самооткрывающейся резьбонарезной головкой
или методом обгона посредством обычных метчиков и плашек. Самооткры-
вающуюся головку устанавливают на инструментальном шпинделе; по-
дача шпинделя производится* в этом случае специальным — резьбовым —
кулачком, установленным вместо кулачка подачи. Команда на открывание
головки подается упором в конце хода шпинделя, затем следует быстрый
отвод головки в исходное положение.
Метод обгона (при нарезании правой резьбы) заключается в том, что
инструментальному шпинделю сообщается вращение со скоростью, боль-
шей, чем скорость вращения шпинделя заготовки, и одноименного напра-
вления. Далее инструмент подводится до соприкосновения с заготовкой,
.происходит «закусывание», и дальше движение подачи осуществляется
самим инструментом, который ввинчивается (метчик) или навинчивается
(плашка) на заготовку. В конце хода, равного длине нарезания, инстру-
мент получает медленное вращение одноименного направления, вслед-
ствие чего происходит его вывинчивание (метчик) или свинчива-
ние (плашки). Следовательно, для нарезания резьбы методом обгона
7 Ачеркан 159
98
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
инструментальный шпиндель должен получить две скорости враще-
ния — быструю и медленную. Это достигается автоматическим переклю-
чением кулачковой муфты в цепи привода инструментального шпинделя.
Фиг. I, 105. Схема перемещения инструментальных шпинделей с независимым при-
водом автомата мод. 1240-6.
Автомат снабжен шнеком для отвода стружки, расположенным в ста-
нине и имеющим отдельный привод.
§ 5. ОДНОШПИНДЕЛЬНЬГЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
В зависимости от способа крепления обрабатываемой заготовки одно-
шпиндельные токарные полуавтоматы подразделяются на центровые и
патронные.
Для обработки длинных заготовок/ (например, длинных ступенчатых
валиков) применяют центровые полуавтоматы, на которых обрабатывае-
мая заготовка, крепится в центрах передней и задней бабок. Короткие за-
готовки большого диаметра обрабатываются на патронных полуавтоматах
с закреплением заготовки в патроне.
Такое подразделение является условным; иногда на центровых полу-
автоматах может быть установлен патрон, а на патронных — задняя бабка
с центром.
Наиболее распространена горизонтальная компоновка одношпиндель-
ных токарных полуавтоматов.
Заготовки деталей сложной конфигурации могут обрабатываться не-
сколькими резцами одновременно (фиг. I, 106) или одним резцом, пере-
мещающимся по копиру (фиг. I, 107). По этому признаку различают полу-
автоматы многорезцовые и копировальные.
ОДНОШПИ НДЕЛЬН ЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТ Ы
99
Для обработки заготовок деталей, имеющих центральное отверстие,
применяют токарно-револьверные полуавтоматы, имеющие продольный
суппорт с многогранной револьверной головкой.
Цикл работы полуавтомата может быть автоматизирован на механиче-
ской или на гидроэлектрической базе.
Фиг. I, 106. Многорезцовая обработка.
Конструкции современных полуавтоматов предусматривают возмож-
ность оснащения их устройствами для автоматической загрузки заготовок
и выгрузки деталей, что превращает полуавтомат в станок с полностью
автоматизированным циклом, т. е. в автомат.
Фиг. I, 107. Копировальная обработка.
Основные размеры одношпиндельных токарных полуавтоматов — наи-
больший диаметр обработки над суппортом и наибольшая длина обрабаты-
ваемой заготовки.
На фиг. I. 108, показан одношпинделъный токарный полуавтомат
мод. 1730 с механической базой автоматизации. Станок предназначен для
обработки заготовок в центрах инструментами из быстрорежущей стали
или твердосплавными. Общая компоновка полуавтомата сходна с компо-
новкой обычного токарного станка. На основании / установлена станина 2,
100
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
на которой располагаются передняя бабка 5 и задняя бабка 3. По напра-
вляющим станины перемещается продольный суппорт 4. Сзади располо-
жен поперечный суппорт для отрезки, прорезания канавок и т. п. работ.
Кинематическая схема полуавтомата представлена на фиг. I, 109.
Шпиндель приводится от электродвигателя (N = 10 кет, п —
= 1455 об/мин) через клиновые ремни и зубчатую передачу у --Ц-. Сменные
шестерни а и б служат для настройки скорости главного движения.
Фиг. I, 108. Одношпиндельный токарный полуавтомат мод. 1730.
Рабочая подача продольного суппорта (sx) осуществляется по схеме:
76 22 68 в л	28 ,
шпиндель — зубчатая передача	-----зубчатая пара (при
/ О Об / О S	ZXj
20
включенной кулачковой муфте /) — муфта обгона 2 — зубчатая пара —
ходовой винт (/ = 12 лш). Сменными шестернями в и г настраивают вели-
чину подачи.
Поперечный суппорт получает движение только при перемещении про-
дольного суппорта. Закрепленная на продольном суппорте рейка {т = 4)
поворачивает шестерню z — 15 и далее движение передается через зубча-
25 28 д
тую передачу ----------цилиндрическому кулачку 3, в пазу которого
скользит ролик 4, закрепленный на поперечном суппорте. Сменные шестер-
ни д и е предназначены для настройки рабочей поперечной подачи (s2).
Для быстрого перемещения обоих суппортов служит отдельный элек-
тродвигатель (N == 1 кет, п = 1450 об/мин). Муфта обгона 2 позволяет
передавать быстрое вращение по цепи -g^- — муфта обгона — без вы‘
ключения муфты 1.
Муфта 5 предохраняет механизмы от перегрузок. С помощью махович-
ков 6, 7 и 8 производятся перемещения суппортов при наладке вручную.
ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
101
Автоматический цикл работы станка состоит из быстрого подвода, ра-
бочей подачи, быстрого отвода суппортов в исходное положение и оста-
новки шпинделя. Затем рабочий снимает готовую деталь, устанавливает
новую заготовку и пускает станок.
Управление автоматическим циклом производится с помощью специаль-
ного механизма электроавтоматики 6 (см. фиг. I, 108), удобно располо-
женного спереди станка.
Установка длин рабочих и холостых ходов обоих суппортов сводится
к установке упоров на рейке механизма электроавтоматики.
В СССР выпускаются две модели одношпинделъных многорезцовых авто-
матов с механической базой автоматизации; их основные технические
параметры приведены в тафл. I, 13.
Таблица /, 13
Характеристика	Модели станков	
	1А720	|	1А730
Наибольший диаметр обрабатываемой поверхно- сти над суппортом и длина обрабатываемой за- готовки в мм Скорости главного движения в об/мин Мощность приводного электродвигателя в кет Вес в кн	0 200X320 146—1400 7 20	0 320X800 56—710 14 34
В последнее время широкое распространение получили одношпиндель-
ные токарные полуавтоматы с гидравлической базой автоматизации.
Использование гидравлики в приводе подач облегчает автоматизацию
цикла и упрощает наладку, снижая тем самым вспомогательное (наладоч-
ное) время. Отечественное станкостроение выпускает гидрофицированные
токарные полуавтоматы, работающие по многорезцовому принципу и по
принципу копирования.
102'
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
На фиг. I, ПО показан общий вид гидрофицированного многорезцового
центрового полуавтомата. На тумбах 1 и 3 установлена станина 7, на
которой располагаются основные узлы станка. На левой части станины
смонтирована шпиндельная бабка 8 с коробкой скоростей, сообщающей
шпинделю 14 ступеней скорости. Переключение скоростей производится
с помощью двух двухвенцовых блоков и сменных шестерен.
На правой части станины на отдельных направляющих установлена
задняя бабка 5 с вращающимся центром. Пиноль задней бабки переме-
щается посредством гидроцилиндра. Для управления перемещениями пи-
ноли служит рычаг с рукояткой 4.
Фиг. I, 110. Гидрофицированный многорезцовый центровой полуавтомат.
По наклонным направляющим станины (угол наклона 15° к вертикали)
перемещаются с помощью гидроцилиндров, расположенных в левой части
станины, верхний 6 и нижний 2 суппорты. Каждый суппорт имеет про-
дольное рабочее (sx) и быстрое холостое перемещение, поперечное пере-
мещение (s2), косое и прямое врезание.
В конце рабочего хода может быть .произведен быстрый отвод резцов
от детали («отскок»).
Копировальный центровой полуавтомат (фиг. I, 111) отличается от
многорезцового наличием копировального суппорта /, с помощью кото-
рого можно обрабатывать заготовки деталей сложной конфигурации одним
резцом по установленному на станке копиру (шаблону) или эталонной
детали. Подрезка торцов и прорезка канавок производятся с помощью
одного-двух нижних суппортов 2, совершающих качательное движение.
Работа гидросхемы этих полуавтоматов рассмотрена в разделе VI.
В табл. I, 14 приведены основные технические параметры гидрофициро-
ванных полуавтоматов отечественного производства.
Токарно-револьверные патронные полуавтоматы предназначены для
обработки заготовок, имеющих центральное отверстие. Существующие
конструкции таких полуавтоматов различаются по компоновке основных
узлов и способам автоматизации.
ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
103
Полуавтомат с компоновкой, аналогичной обычным токарно-револьвер-
ным станкам с вертикальной осью вращения револьверной головки, пока-
зан на фиг. I, 112. Все рабочие и вспомогательные движения в этом полу-
автомате получаются с помощью распределительного вала, на котором
установлены кулачки со сменными кривыми.
2
Фиг. I, 111. Гидро копировальный центровой полуавтомат.
В токарно-револьверном патронном полуавтомате мод. 1425 с го,-
ризонтальной осью вращения крестообразной револьверной головки
(фиг. I, 113) перемещения продольного суппорта 1 с рабочей (sj и быст-
рой подачей, а также рабочее (s2) и быстрое перемещения поперечных
Таблица /, 14
	Модели станков					
Характеристика	1711	|	1721	|	*	1712	|	1722	1А732
	Многорезцовые			Копировальные		
Наибольший диаметр обра-	0 125Х	0 200 X	0 320 X	0 125Х	0 200X	0 320 X
батываемой поверхности над суппортом и длина об- рабатываемой заготовки в мм	Х500	Х800	Х800	Х500	Х800	Х800
Скорости главного движе- ния в об/мин	до 2500	71—1410	56—1000	73—2050	до 2500	до 2000
Мощность приводного элек- тродвигателя в кет	7—14	28	55	7—14	28	10
Вес в кн	-25	-49	-75	35—40	-55—60	-60
Модель не имеет номера в типаже металлорежущих станков на 1959—1965 гг,
104
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
Фиг. I, 112. Токарно-револьверный патронный полуавтомат фирмы Геберт (Англия).
Фиг. I, 113. Токарно-револьверный патронный полуавтомат мод. 1425.
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
105
суппортов 2 осуществляются с помощью гидравлики. Встроенные фрик-
ционные муфты коробки скоростей обеспечивают изменение скорости вра-
щения шпинделя при повороте револьверной головки.
Поворот последней, переключение скоростей и подач, а также зажим
и разжим патрона гидрофицированы. На полуавтомате мод. 1425 можно
обрабатывать заготовки диаметром до 250 мм. Скорости шпинделя от 63 до
2000 об/мин\ мощность приводного электродвигателя 7 квт\ вес станка
примерно 35 кн.
§ 6. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
Вертикальные многошпиндельные полуавтоматы предназначены для
обработки в патроне, реже — в центрах, заготовок деталей сравнительно
больших размеров в условиях массового производства. Такие полуавто-
маты нашли широкое применение в автомобильной и тракторной про-
мышленности. В зависимости от принципа построения цикла обработки
они делятся на полуавтоматы последовательного дей-
ствия и полуавтоматы непрерывного действия.
Современные полуавтоматы этого типа имеют
4—12 рабочих шпинделей. Их вертикальная ком-
поновка имеет следующие преимущества: становится
более удобной загрузка тяжелых заготовок и вы-
грузка готовых деталей; шпиндели разгружены от
дополнительной изгибающей нагрузки, вызываемой
весом обрабатываемой заготовки.
Основным размером полуавтоматов обоих видов
является наибольший диаметр обрабатываемой заго-
товки.
В многошпиндельных вертикальных полуавтома-
тах последовательного действия (фиг. I, 114) шпин-
дели, несущие заготовку, последовательно переме-
щаются из позиции в позицию; в каждой из них
производится одна или несколько операций в соот-
ветствии с циклом обработки. Одна из позиций —
загрузочная. Загрузка и разгрузка происходят при
остановленном шпинделе. Как правило, за один
оборот стола происходит полная обработка одной
заготовки.
На вертикальных полуавтоматах обрабатываются
заготовки, полученные отливкой, ковкой и штампов-
кой. Наиболее часто выполняемыми операциями
являются: продольное и торцовое обтачивание, рас-
тачивание с выточкой внутренних канавок, зенке-
рование, развертывание, реже — нарезание резьбы.
Фиг. I, 114. Принци-
пиальная схема полу-
автомата последова-
тельного действия.
До последнего времени в СССР и за рубежом выпускались многошпин-
дельные вертикальные полуавтоматы последовательного действия с меха-
нической базой автоматизации (фиг. I, 115).
На основании 1 станка смонтированы поворотный стол 2, несущий
вращающиеся шпиндели 5 (главное движение у), и неподвижная колонна 7,
число граней которой равно числу шпинделей. На гранях колонны, кроме
одной — загрузочной, закреплены направляющие, по которым переме-
щаются суппорты 6, получающие продольное (sx), поперечное (s2) или
комбинированное перемещение (sb s2) со скоростью рабочей подачи,
106
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
а также быстрый подвод и отвод. Привод станка осуществляется от элек-
тродвигателя 4, установленного на колонне и вращающего центральный
вал, управляющий всеми движениями станка.
В каждой позиции шпиндель получает скорость, а суппорты — подачи,
настроенные в соответствии с требуемыми режимами обработки. В загру-
Фиг. I, 115. Вертикальный многошпиндельный полу-
автомат последовательного действия. .
зочной позиции шпиндель
не вращается.
Поворот стола произ-
водится с помощью кулис-
ного механизма, которым
управляет центральный
вал. Коробки скоростей и
подач и механизмы пере-
мещения суппортов распо-
ложены в верхней части
станка 5.
Новые модели много-
шпиндельных вертикаль-
ных полуавтоматов по-
следовательного действия
имеют электрогидравличе-
ское управление с помо-
щью командоаппаратов,
гидрофицированный зажим
заготовки и освобождение
детали.
В каждой позиции суп-
порты имеют две рабочие
подачи в течение цикла,
крупную и мелкую, бы-
стрый подвод и отвод, а
шпиндели—два ряда чисел
оборотов. Перемещение
суппортов производится
через пару винт — гайка,
управление скоростью пе-
ремещения— командоаппа-
ратами, поворот стола —
посредством мальтийского
механизма. В конструкции
предусмотрены возможность автоматической загрузки с помощью авто-
оператора и встройки станка в автоматическую линию.
Краткие технические характеристики отечественных многошпиндель-
ных вертикальных автоматов последовательного действия приведены
в табл. I, 15.
В многошпиндельных вертикальных полуавтоматах непрерывного дей-
ствия (фиг. I, 116) стол, несущий шпиндели, и многогранная колонна с суп-
портами представляют собой единое целое — карусель — и непрерывно
вращаются вокруг неподвижной колонны. Таким образом, каждому шпин-
делю придан свой суппорт, с которого ведется обработка заготовки во время
вращения карусели. За один полный оборот карусели на каждом шпинделе,
проходящем загрузочную зону, заканчивается обработка заготовки.
В этой зоне сначала автоматически выключается вращение шпинделя
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ МНОГОШПИНДЕЛЬН ЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
107
Таблица I. 15
Характеристика	Модели станков						
	1Б282	1283Е	1283	1К284Е	1К284	1285Б	1288
Число шпинделей		8	6	8	6	8	8	4
Наибольший диаметр обрабатываемой поверхности в мм		250	320	320	400	400	500	800
Скорости главного движения в об/мин	25—	20—	20—	до	до	12,5—	7,5-
	1000	800	800	800	800	112	67,4
Мощность приводного электродвига- теля в кет ...........	100	100	100	100	100—	28—40	33,2— 300 55, 75,
Вес в кн .............	—215	—235	-275	—275	120 —295	—215	100 —390
заготовки, шпин-
и освобождается от зажима деталь, а соответствующий суппорт быстро
отходит в верхнее положение. В следующий момент оператор, обслужи-
вающий полуавтомат, снимает готовую деталь и устанавливает новую
заготовку. Затем происходит автоматический зажим
делю сообщается вращение, и суппорт быстро под-
водится к заготовке.
При оснащении станка автоматическим загрузоч-
но-разгрузочным устройством он становится авто-
матом.
На фиг. I, 117 показана кинематическая схема
шестишпиндельного полуавтомата непрерывного дей-
ствия мод. 1285.
На основании 1 установлена неподвижная ко-
лонна 7, на которой смонтирована вращающаяся
карусель 8. Составными частями карусели явля-
ются стол с рабочими шпинделями 9 и шестигран-
ная колонна с суппортами 3. Шпиндели получают
вращение (главное движение v) от электродвига-
теля 2 через систему зубчатых передач. Сменными
шестернями А и Б настраивают скорость вращения
шпинделей, постоянную для данной наладки.
Карусель приводится во вращение от отдельного
электродвигателя 10 через редуктор 11. Последним
звеном, передающим вращение карусели, является
червячная передача. Сменные шестерни В, Г, Д, Е
предназначены для установки скорости вращения
карусели, т. е. времени цикла.
Суппорты приводятся в движение от неподвиж-
ного барабана б, на котором расположены посто-
янные кривые. Через ролик 5 и тягу 4 движение
передается верхним салазкам каждого суппорта, перемещающимся по на-
правляющим неподвижного основания, закрепленного на грани колонны.
Исходное положение верхних салазок устанавливают вручную при
помощи конической передачи и пары винт — гайка. Существуют суппорты
только с вертикальной быстрой и рабочей подачей и суппорты параллель-
ного действия с вертикальной или горизонтальной подачей $2.
Фиг. I, 116. Принци-
пиальная схема полу-
автомата непрерывного
действия.
108
ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ
На фиг. 1,118 показана схема работы суппорта параллельного действия
с горизонтальной подачей. От барабана подачи получает перемещение
кронштейн 1 с регулируемыми тягами 2. Тяги перемещают пластины 3
с пазами, в которых скользят ролики 4, закрепленные в верхних салаз-
ках 5, несущих резцы. Таким образом, при перемещении пластин вверх
Фиг. I, 117. Кинематическая схема полуавтомата мод. 1285.
или вниз салазки получают горизонтальное перемещение вправо или влево.
Скорости рабочей и быстрой подач при постоянных кривых барабана за-
висят от скорости вращения карусели, т. е. от времени цикла.
На фиг. 1,119 приведена схема обработки ступенчатого валика на полу-
автомате непрерывного действия.
Новый гидрофицированный шестишпиндельный токарный вертикаль-
ный полуавтомат мод. 1272 может работать либо с полуавтоматическим,
либо с автоматическим циклом; в последнем случае загрузка заготовок
и выгрузка готовых деталей производятся с помощью автооператора.
Станки этой модели имеют продольные и, поперечные суппорты, что значи-
тельно увеличивает их технологические возможности. Привод перемеще-
ВЕРТИКАЛЬНЫЕ МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
1G9
ния суппортов — гидравлический, а управление циклом производится
с помощью следящих систем. Такой принцип действия позволяет вести
загрузку и выгрузку при остановленной и зафиксированной карусели,
Фиг. I, 118. Схема работы суппорта
параллельного действия с горизон-
тальной подачей.
Фиг. I, 119. Схема обра-
ботки ступенчатого вали-
ка на полуавтомате непре-
рывного действия.
в то время как обработка на остальных шпинделях продолжается. Это
значительно упрощает конструкцию автооператора и делает его работу
более надежной.
Работа гидросуппортов рассмотрена в разделе VI. В табл. I, 16
приведены краткие технические характеристики шпиндельных полуавто-
матов непрерывного действия отечественного производства.
Таблица /, 16
Характеристика	Модели станков			
	1272	128	1285	1295
Число шпинделей	6	6	6	6
Наибольший диаметр обрабаты- ваемой поверхности в мм	250	400	500	500
Скорости главного движения в об!мин	' 67—1500	24—598	27—168	19—140 37—269
Мощность приводного электро- двигателя в кет	14—28 (на одну позицию)	40	50	55
Вес в кн	—420	—170	—160	—210
ГЛАВА V
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
§ 1.	НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СВЕРЛИЛЬНЫХ
СТАНКОВ
Сверлильные станки предназначены: для получения сквозных и глу-
хих отверстий в сплошном материале, для чистовой обработки (зенкерова-
ния, развертывания) отверстий, образованных в заготовке каким-либо
другим способом, для нарезания внутренних резьб, для зенкования тор-
цовых поверхностей.
Применяя специальные инструменты и приспособления, на сверлиль-
ных станках можно растачивать отверстия, вырезать отверстия большого
диаметра в листовом материале («трепанирование»), притирать точные
отверстия и т. д.
Сверлильные станки используют в механических, сборочных, ремонт-
ных и инструментальных цехах машиностроительных заводов, а также
в ремонтных мастерских, обслуживающих транспорт, стройки, сельское
хозяйство.
На сверлильных станках обработка отверстий производится сверлами,
зенкерами, развертками, зенковками и другими инструментами, нарезание
резьбы — метчиками.
Существуют следующие типы универсальных сверлильных станков:
1) настольно-сверлильные станки (однбшпиндельные); 2) вертикально-
сверлильные одношпиндельные станки; 3) радиально-сверлильные станки;
4) многошпиндельные сверлильные станки; 5) станки для глубокого свер-
ления.
Наиболее распространенными в общем машиностроении являются
вертикально- и радиально-сверлильные станки.
Основные размеры сверлильных станков — наибольший диаметр сверле-
ния в стали средней тердости сгб = 50+60 кГ/мм2, (500—600 Мн/м2), номер
конуса шпинделя, вылет шпинделя, наименьшие и наибольшие расстоя-
ния от торца шпинделя до стола и до фундаментной плиты.
§ 2.	ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Краткие технические характеристики современных отечественных свер-
лильных станков приведены в табл. I, 17.
В вертикально-сверлильных станках главным движением и является
вращение шпинделя с закрепленным в нем инструментом, а движением
подачи — вертикальное перемещение шпинделя (фиг. I, 120).
Обрабатываемую заготовку устанавливают на столе или непосредст-
венно на фундаментной плите, причем соосность отверстия заготовки
и шпинделя достигается перемещением заготовки.
ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
111
Таблица /, 17
Модели станков
Характеристика	2118	2А125	2А135	2А150	2170
Наибольший условный диаметр свер- ления в стали [ов = 50-ь 60 кГ/мм2 (500—600 Мн/м2)\ в лслс	 Скорости главного движения в об/мин Мощность приводного электродвига- теля в кет	 Вес в кн .............	18 ЗЮ- 2975 1,0 —4,3	25 97—1360 2,8 —9	35 68—1100 4,5 —15,2	50 32—1400 7,0 —22	75 22—1018 10,0 —36 '
Основными узлами вертикально-сверлильного станка являются
(фиг. I, 120): станина (стойка, колонна) 2, фундаментная плита /, коробка
скоростей 3, шпиндель 5, коробка подач
На станине, которая предста-
вляет собой полую отливку коробча-
той формы, размещены основные узлы
станка. Станина имеет вертикальные
направляющие, на которых устанавли-
вается кронштейн, несущий шпиндель.
В полости станины размещаются элек-
троаппаратура управления и противо-
вес шпинделя.
Фундаментная плита слу-
жит опорой станка. В средних и тяже-
лых станках ее верхняя плоскость
используется для установки заготовок
крупных размеров. Внутренние поло-
сти фундаментной плиты служат резер-
вуарами для смазочно-охлаждающей
жидкости.
Коробка скоростей свер-
лильных станков содержит в большин-
стве случаев зубчатые передачи, пере-
ключениями которых получают различ-
ные скорости шпинделя. Шпиндель
современных вертикально-сверлильных
станков имеет 6—12 ступеней скорости,
обеспечиваемых сочетанием коробки
скоростей с одно- или двухскоростным
электродвигателем. Некоторые модели
вертикально-сверлильных станков име-
ют вместо коробки скоростей бесступен-
чатый вариатор. На фиг. 1,121 показана
и механизм подачи стол 6.
Фиг. I, 120. Вертикально-сверлильный
станок.
коробка скоростей вертикально-сверлильного станка. Корпус коробки 1
прикреплен к верхнему торцу станины. На крышке 3 корпуса установлен
приводной электродвигатель, соединенный с первым валом коробки муф-
той 6, С помощью двух передвижных блоков 7 и в гильзе 2 сообщается
шесть (при односкоростном двигателе) различных скоростей. Гильза имеет
112
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
внутренние шлицы, посредством которых вращение передается шпинделю.
Сменные шестерни 4—5 позволяют получить более высокий ряд скоростей
шпинделя, например, при переходе на обработку заготовок из цветных
металлов.
Шпиндель 1 (фиг. I, 122) своей зубчатой (шлицевой) частью вхо-
дит в гильзу коробки скоростей и, вращаясь вместе с ней, имеет в то же
время возможность перемещаться в ней в осевом направлении. В переднем
конце шпинделя крепят режущий инструмент либо непосредственно в ко-
Фиг. I, 121. Коробка скоростей вертикально-сверлильного станка.
ническом отверстии, либо посредством переходных втулок или других
приспособлений.
Значительные осевые нагрузки, возникающие при сверлении, воспри-
нимаются в легких станках радиально-упорными подшипниками, а в сред-
них и тяжелых станках — шариковыми или роликовыми упорными под-
шипниками 3, смонтированными в шпиндельной гильзе 2, которая сооб-
щает шпинделю поступательное движение через реечную передачу, свя-
занную с механизмом осевого перемещения шпинделя.
Коробка подач обеспечивает более или менее значительный
ряд подач шпинделя, необходимых для работы различными инструмен-
тами. В зависимости от размера станка шпиндель имеет 4—12 величин
скоростей подачи. Коробка подач получает вращение или непосредственно
от шпинделя, или от одного из валов коробки скоростей, связанного со
шпинделем постоянными передачами.
В существующих конструкциях коробок подач вертикально-сверлиль-
ных станков настройка нужной величины подачи производится переклю-
чением блоков зубчатых колес, переключением муфт или перемещением
вытяжной шпонки. Коробка подач размещается, как правило, в крон-
штейне станка.
Механизм подачи в вертикально-сверлильных станках слу-
жит для механического и ручного перемещения шпинделя. При механи-
ческой подаче с помощью сцепной муфты устанавливается связь между
выходным валом коробки подач и гильзой шпинделя. При ручной подаче
движение передается от маховичка ручного управления непосредственно
РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
113
Фиг. I, 122.
Шпиндель вер-
тикально-свер-
лильного станка
на гильзу шпинделя, минуя цепь механической подачи. Механизм снабжен
устройством для автоматического выключения механической подачи при
достижении заданной глубины обработки.
Стол станка служит для закрепления обрабатываемой заготовки.
Он может быть неподвижным (съемным) или поворотным (откидным).
Стол либо монтируется на направляющих станины, либо
выполняется в форме тумбы, устанавливаемой на фун-
даментной плите.
В станках, презназначенных для обслуживания серий-
ного производства, конструкция стола дает возможность
перемещения закрепленной заготовки в продольном и
поперечном направлениях (крестовый стол). Такая кон-
струкция стола позволяет последовательно обработать ряд
отверстий без повторной установки и крепления заго-
товки.
Существуют столы с программным управлением, где
последовательная координатная установка заготовки осу-
ществляется в соответствии с технологическим процессом
автоматически.
При обработке на вертикально-сверлильных станках
значительная доля вспомогательного времени затрачи-
вается на смену режущего инструмента. Применение
быстросменных патронов, позволяющих сменить инстру-
мент без остановки шпинделя, способствует сокращению
этого вспомогательного времени. Однако степень автома-
тизации станка при этом не повышается, поскольку
смена инструмента производится вручную.
Оснащение вертикально-сверлильного станка специ-
альной револьверной головкой с автоматическим поворо-
том и фиксацией повышает степень автоматизации станка
и в то же время требует наличия автоматического упра-
вления изменением чисел оборотов и величины подачи
шпинделя. С этой точки зрения перспективной является
конструкция вертикально-сверлильного станка мод. 2Б135,
разработанная в ЭНИМСе. Коробка скоростей этого
станка оснащена бесконтактными электромагнитными
муфтами, позволяющими автоматически переключать ско-
рости шпинделя. Вместо ступенчатой шестеренной коробки
в цепь подач станка встроена порошковая электромагнит-
ная муфта, которая дает возможность бесступенчато и
автоматически регулировать величину подачи шпинделя.
Для ручного перемещения шпинделя в цепи подач преду-
смотрен обгонный механизм.
Конструкция такого типа делает возможной встройку
станка в автоматическую линию.
§ 3.	РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Радиально-сверлильные станки предназначены для многоинструмен-
тальной обработки отверстий в заготовках крупных деталей при единич-
ном и серийном производстве. В отличие от вертикально-сверлильных
в радиально-сверлильных станках совмещение оси отверстия заготовки
с осью шпинделя достигается перемещением шпинделя (в полярных
8 Ачеркан 159
114
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
координатах) относительно неподвижной заготовки. Компоновка станка
(фиг. I, 123) позволяет установить шпиндель с инструментом в любой
точке рабочей зоны станка за счет перемещения шпиндельной головки
(бабки) 5 по направляющим траверсы (рукава) 4 и поворота траверсы
вокруг колонны 2.
Краткие технические характеристики современных отечественных ра-
диально-сверлильных станков приведены в табл. I, 18.
Станки мод. 2А53-258 являются
станками общего назначения. Ста-
нок мод. 2Г53 с траверсой, не име-
ющей вертикального перемещения,
служит для обработки отверстий
в невысоких заготовках с большой
площадью и для обработки листо-
вых материалов. Станки мод. 2А592
и 2П57 — переносные и предна-
значены для обработки отверстий
в заготовках больших габаритов.
Станки этого типа переносят подъ-
емным краном в необходимое место
и обрабатывают на них вертикаль-
ные, горизонтальные и наклонные
отверстия.
Самоходные р а ди а л ь н о-с вер -
лильные станки, которые часто
применяют на мостостроительных
работах, монтируют на самоход-
ных тележках, перемещающихся
по железнодорожному пути. Для
жесткой установки и закрепления
такого станка в требуемом месте
служат гидравлические башмаки,
охватывающие рельс.
Фиг. I, 123. Радиально-сверлильный станок Главным движением v в ради-
мод. 2А53.	s,
ально-сверлильных станках (фиг.
I, 123) является вращение шпинделя, а движением подачи s — осевое
перемещение шпинделя вместе с пинолью (гильзой).
К вспомогательным движениям относятся: поворот траверсы и закреп-
ление ее на колонне, вертикальное перемещение и закрепление траверсы
Таблица /, 18
Характеристика	Модели станков						
	2А53	2А55	257	258	2Г53	2А592	2П57
Наибольший условный диаметр свер- ления в стали [cFe =504-60 кГ/мм2							
(500—600 Мн/м2)} в мм		53	50	75	100	35	25	75
Скорости главно-?© движения в об!мин	50—	30—	11 —	9—	30—	175—	9—
Мощность приводного электродвига-	2240	1700	1400	1000	1700	980	1000
теля в кет		2,8	4,5	7,0	14,0	4,5	1,7	14
Вес в кн		—30	—40	— 103	— 195	—60	—7,5	—340
РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
115
на нужной высоте, перемещение и закрепление шпиндельной головки на
траверсе, переключение скоростей и подач шпинделя и т. д.
Основными узлами радиально-сверлильных станков являются
(фиг. I, 123): колонна 2, фундаментная плита /, траверса (рукав) 4, ме-
ханизм перемещения и зажима рукава 5, шпиндельная головка 5.
Колонна (фиг. I, 124) состоит из двух частей: неподвижной вну-
тренней колонны /, закрепленной на фундаментной плите, и поворотной
Фиг. I, 124. Разрез колонны радиально-сверлильного станка.
наружной колонны 2. Наружная колонна закрепляется в нужном поло-
жении хомутом 6, охватывающим конусные поверхности фланцев обеих
колонн. Зажим и разжим хомута производятся болтами 5, надетыми на
валик 4 с эксцентриковыми шейками; поворот валика вызывает перемеще-
ние болтов 5 в нужном направлении. При освобожденной наружной
колонне, под действием тарельчатых пружин 3 происходит разгрузка
стыка А от силы веса поворачиваемых узлов ч что значительно облегчает
поворот. В новых отечественных моделях станков поворот эксцентрикового
валика 4 осуществляется при помощи специального гидроустройства.
8*
116
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фундаментная плита и траверса представляют собой
чугунные отливки с ребрами жесткости. На траверсе имеются горизонталь-
ные направляющие, по которым может перемещаться шпиндельная головка.
Механизм перемещения и зажима-освобождения траверсы обеспечивает
быстрое перемещение ее по колонне и жесткое закрепление ее в нужном
месте. Зажим и освобождение
Фиг. I, 125. Механизм перемещения траверсы
радиально-сверлильного станка.
траверсы автоматически свя-
заны с его перемещением.
От электродвигателя 1 (фиг.
I, 125) через зубчатый редук-
тор 2 движение передается вер-
тикальному винту 3. Предохра-
нительная шариковая муфта 10
защищает электродвигатель и
механизм от перегрузок.
Гайка 5, расположенная
в расточке траверсы, в начале
работы механизма вращается
вместе с винтом 3. Вспомога-
тельная гайка 4 в это время
перемещается по винту 3, так
.как от вращения она удержи-
вается шпонкой 3, скользящей
в неподвижной втулке 6. При
движении гайки 4 поворачи-
вается рычаг 9, который осво-
бождает зажим траверсы.
При повороте рычага 9 про-
исходит поворот кулачка 1
(фиг. I, 126), который с по-
мощью рычага 2 и болтов 3
освобождает траверсу. В этот
момент шпонка 8 (фиг. I, 125)
одним из своих выступов (в за-
висимости от направления вра-
щения винта 3) подходит к зу-
бу 7 гайки 5, и вращение гайки
прекращается, что вызывает пе-
ремещение траверсы в верти-
кальном направлении. По окон-
чании этого перемещения дви-
гатель 1 не останавливается, а
реверсируется, траверса оста-
навливается (выступ шпонки 8
отходит от зуба 7) и гайка 4
начинает перемещаться в проти-
воположном направлении. При этом происходит поворот рычага 9, а
следовательно, зажим траверсы. Одновременно специальный переклю-
чатель останавливает электродвигатель /.
Шпиндельная головка радиально-сверлильного станка
представляет собой самботоятельный агрегат, в котором объединены ко-
робка скоростей, коробка йодач, механизм подачи, шпиндель и механизм
для перемещения и закрепления головки.
РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
117
В качестве примера рассмотрим шпиндельную головку радиально-свер-
лильного станка мод. 2А53. Коробка скоростей (фиг. I, 127) расположена
в верхней части шпиндельной головки и сообщает шпинделю 6 12 реверси-
руемых скоростей в диапазоне 50—2240 об/мин. Коробка приводится от
Фиг. I, 126. Механизм зажима траверсы радиально-сверлильного станка.
двухскоростного электродвигателя 1 (п = 1420/2840 об/мин). Далее через
зубчатую пару -Ц- движение передается на специальную двустороннюю
многодисковую фрикционную муфту 2, управляемую вилкой 5, Переклю-
чением двусторонней муфты и двухскоростного двигателя валу IV сооб-
36
щаются четыре различных скорости либо через зубчатую пару gg, либо
Фиг. I, 127. Коробка скоростей радиально-сверлильного станка мод. 2А53.
Оо
СВЕРЛИЛЬН ЫЕ СТАНКИ

РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
119
через зубчатую передачу паразитное колесо изменяет направление
вращения вала IV. Вал VI представляет собой чугунную гильзу с вну-
тренними зубьями — шлицами, в которую входит зубчатый (шлицевый)
конец шпинделя. На гильзе 6 сидит двухвенцовый блок 29-51, который
может занимать три положения. В первом положении меньшее зубчатое
колесо z = 29 блока зацепляется с колесом z = 39 вала IV, во втором
положении большее зубчатое колесо г = 51 блока зацепляется с колесом
z = 17 того же вала. Таким способом получаются восемь верхних скоро-
стей ряда, причем для сохранения неизменным направления вращения
шпинделя при переключении муфты 2 автоматически реверсируется
электродвигатель. В третьем положении блока зубчатое колесо z = 51
полого вала VI зацепляется с колесом z — 17 вала V (вала перебора),
15
который получает вращение от вала IV через зубчатую пару Таким
способом получаются четыре нижних скорости ряда. Также в этом слу-
чае в нужный момент происходит автоматическое реверсирование элек-
тродвигателя.
Обод 4 нижней части муфты 2 охватывается тормозом 3, который
останавливает шпиндель при перестановке вилки 5 в среднее
положение. Реверсирование шпинделя осуществляется электродвига-
телем.
Коробка скоростей снабжена механизмом переключения скоростей
(фиг. I, 128), позволяющим установить заранее скорость шпинделя, необ-
ходимую для следующей операции во время работы станка.
Включение этой заранее установленной скорости происходит после
остановки шпинделя простым движением одной рукоятки.
Основным элементом механизма является блок 5, состоящий из двух
дисков с отверстиями, расположенными в определенном порядке. Против
дисков находятся попарно сблокированные толкатели 2 и 4. Толкатели 4
находятся в контакте с рычагом 3, который через детали 16, 17, 18, 19, 14
и 12 связан со штангой 13, на которой находится вилка, соединенная с бло-
ком зубчатых колес 29-51 (см. фиг. I, 127) коробки скоростей. Рычаг 3
(фиг. I, 128) может занимать *гри положения, что соответствует трем поло-
жениям двухвенцового блока 29-51.
Толкатели 2 находятся в контакте с рычагом /, связанным через про-
межуточные детали с валиком 20, в котором закреплен палец 22. Рычаг 1
может занимать два положения. При первом положении палец 22 соединяет
зубчатый сектор 21 с полым валиком 24, на котором сидит рукоятка 25.
При втором положении полый валик 24 соединяется с сектором 23. Зубча-
тый сектор 21 соединен с рейкой, нарезанной на стакане 27 непосредст-
венно, а сектор 23 — через промежуточное зубчатое колесо 30. Таким об-
разом, поворот рукоятки 25 в одном направлении может вызвать переме-
щение стакана 27 в разных направлениях в зависимости от положения
пальца 22. Стакан 27 через пружину 28 связан со штангой 29 (фиг. I, 128),
перемещающей вилку 5 (фиг. I, 127) в коробке скоростей. Следовательно,
поворотом рукоятки 25 включают верхнюю или нижнюю часть двусто-
ронней фрикционной муфты коробки скоростей, т. е. изменяют числа
оборотов шпинделя. Наличие промежуточного колеса 30 позволяет вклю-
чить правое вращение шпинделя движением рукоятки 25 вниз и левое вра-
щение— движением ее вверх. Среднему положению рукоятки 25 соот-
ветствует остановка шпинделя. Электродвигатель привода шпинделя в этом
положении рукоятки отключается переключателем 26.
Фиг. I, 128. Механизм переключения скоростей станка мод. 2А53.
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
121
Таким образом, перемещение блока 5 в осевом направлении (вниз) вызо-
вет: во-первых, установку двухвенцового блока 29-51 (фиг. I, 127), коробки
скоростей в требуемое положение, во-вторых, подготовку механизма
к включению верхней или нижней части двусторонней фрикционной
муфты 2 (фиг. I, 127).
Предварительный набор (выбор) скорости шпинделя заключается в том,
что поворотом избирательной рукоятки 6, связанной с блоком 5 и лим-
бом /5, на лимбе устанавливают требуемую скорость. При этом повора-
чивается блок 5, и против толкателей 2 и 4 устанавливаются соответствую-
щие отверстия в дисках. Одновременно поворачиваются кулачки 7 и в,
сидящие на оси рукоятки 6, которые действуют на переключатели 9 и 10
числа оборотов и направления вращения двускоростного электродвигателя.
После остановки станка с помощью рукоятки 25 и смены инструмента, по-
воротом переключающей рукоятки 31, связанной рычагом 11 с блоком 5,
производится окончательная подготовка станка к пуску (в это время
блок 5 перемещается вниз). Далее, поворотом рукоятки 25 включают пра-
вое или левое вращение шпинделя с требуемой скоростью.
Освобожденная рукоятка 31 позволяет отвести блок 5 в исходное по-
ложение с помощью пружины 19, действующей на рычаг 11. Таким обра-
зом, механизм переключения подготовлен к следующему предваритель-
ному набору скорости.
Коробка подач (фиг. I, 129) получает вращение от вала VI коробки ско-
30 23
ростей (см. фиг. I, 127) через зубчатую передачу • §4. вал VIII и далее
17
через зубчатую пару-^- (фиг. I, 129) на вал XI. Таким образом, коробка
подач связана со шпинделем жесткой кинематической цепью. Восемь вели-
чин подачи (0,06—122 мм/об) при данном числе оборотов шпинделя полу-
чаются с помощью переключений двухвенцового блока 17-38 на валу IX,
и четырехвенцового блока 17-34-28-22 на валу XI, управляемых одной
рукояткой 6. Поворот этой рукоятки вокруг горизонтальной оси вместе
с барабаном 4 приводит к перемещению рейки 1 посредством зубчатого
колеса 5. Сидящая на рейке вилка 2 перемещает четырехвенцовый блок
в четыре фиксированных положения.
При повороте рукоятки 6 в прорези барабана 4 происходит перемеще-
ние валика 3, на конце которого нарезана круглая рейка, зацепленная
с валом шестерней 8. Далее через зубчатую пару движение передается
рейке 9, на которой сидит вилка 7, перемещающая двухвенцовый блок
в два фиксированных положения. Коробка подач смонтирована в отдель-
ном корпусе, который крепится к передней плоскости корпуса шпиндель-
ной головки.
Механизм подачи (фиг. I, 130) обеспечивает: механическую подачу
шпинделя с заданной скоростью, автоматическое выключение механиче-
ской подачи при достижении заданной глубины сверления, быстрое ручное
перемещение шпинделя, тонкую ручную подачу шпинделя.
Для получения механической подачи головка 8, сидящая на зубчатом
(шлицевом) конце вала 18, вводится с помощью рукояток 5 в зацепление
с зубчатым колесом 11. С этой целью к головке 8 прикреплен диск 10,
имеющий внутренний и наружный зубчатые венцы.
Зубчатое колесо 11, свободно сидящее на валу 18, торцовыми кулач-
ками соединено с червячным колесом 12, получающим вращение от чер-
вяка 19, который связан с коробкой подач посредством зубчатой муфты 10
(см. фиг. I, 129). На левом конце вала 18 нарезано зубчатое колесо 17,
122
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
зацепляющееся с рейкой пиноли 13, в которой вращается шпин-
дель 14 (фиг. I, 130).
Механическая подача автоматически выключается специальным уст-
ройством, состоящим из лимба 9, упора 2, кнопки с эксцентриковой шей-
кой 4 и фиксатора 3.
Фиг. I, 129. Коробка подач станка мод. 2А53.
Поворотом кнопки 4, закрепленной на лимбе 9, фиксатор 3 выводится
из зацепления с наружным зубчатым венцом диска 10. Освобожденный
лимб поворачивается на необходимое число делений и вновь закрепляется
на диске 10 с помощью фиксатора 3. Затем, перемещением кнопки 4 в осе-
вом направлении выдвигается упор 2, который в конце заданного пово-
РАДИ АЛЬНО-С ВЕР ЛИЛЬН Ы Е СТАНКИ
123
рота нажимает на ролик 1, связанный с рычагом выключения зубчатой
муфты 10 (см. фиг. I, 129).
Быстрая ручная подача шпинделя производится вращением рукоя-
ток 5 при выведенной из зацепления с зубчатым колесом И
головке 8.	>
Тонкая ручная подача производится с помощью маховичка 21
(фиг. I, 130), закрепленного на валу червяка 19. При этом зубчатая
муфта 10 (см. фиг. I, 129) выключается рукояткой 20.
Для ручного перемещения шпиндельной головки служит маховик 6,
связанный посредством валика 7 и зубчатой передачи 15-16 с рейкой,
закрепленной на траверсе.
Фиг. I, 130. Механизм подачи станка мод. 2А53.
Жесткое крепление шпиндельной головки в заданном положении про-
изводится эксцентриковым механизмом, расположенным с задней стороны
корпуса головки.
Одновременно с креплением головки происходит закрепление наруж-
ной колонны станка.
Шпиндельные головки радиально-сверлильных станков больших раз-
меров обеспечивают значительно больший диапазон регулирования ско-
ростей шпинделя и величин подачи, нежели шпиндельные головки неболь-
ших станков. Число ступеней скорости шпинделя и величин подачи также
увеличено. Шпиндельные головки тяжелых радиально-сверлильных стан-
ков снабжены механизмами управления, позволяющими производить
предварительный набор (выбор) скоростей и подач. Переключение скоро-
стей и подач осуществляется электромеханическим или гидравлическим
способом.
Применение таких механизмов значительно сокращает вспомогательное
время, необходимое для переключения скоростей и подач, что особенно
важно для радиально-сверлильных станков — на них чаще всего выпол-
няются операции, требующие смены инструмента, а следовательно, изме-
нения режимов резания.
124	СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Дальнейшее уменьшение затрат времени переключения скоростей и
подач достигается оснащением шпиндельных головок механизмами, обес-
печивающими автоматическое переключение режима при переходе к сле-
дующей операции.
Наиболее перспективна в отношении удобства автоматизации переклю-
чения скоростей и подач шпиндельная головка со встроенными электромаг-
нитными муфтами.
Переключение режима при одношпиндельной головке должно быть
связано с отводом шпинделя в исходное положение, а в случае применения
револьверной головки, оснащенной несколькими инструментами, — с ее
поворотом.
i
Г Л А В A VI
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
§ 1, НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
Расточные станки предназначаются для обработки заготовок крупных
размеров в условиях индивидуального и серийного производства. На этих
станках можно производить растачивание, сверление, зенкерование, на-
резание внутренней и наружной резьб, обтачивание цилиндрических по-
верхностей, подрезку торцов, цилиндрическое и торцовое фрезерование.
Иногда на расточных станках можно произвести окончательную обра-
ботку заготовки корпусной детали без перестановки ее на другие станки.
Отличительной особенностью расточных станков является наличие
горизонтального (или вертикального) шпинделя, совершающего движение
осевой подачи. В отверстии шпинделя закрепляется режущий инструмент—
борштанга с резцами, сверло, зенкер, развертка, фреза и др.
Перемещения, обеспечивающие установку шпинделя в заданное поло-
жение, и движения подачи сообщаются различным узлам расточных стан-
ков в зависимости от назначения, компоновки, размеров станка, а также
характера операции. Расточные станки подразделяются на следующие
типы (не считая специализированных станков этой группы):
а)	горизонтально-расточные станки;
б)	координатно-расточные станки (см. раздел II, гл. VIII);
в)	алмазно-расточные (отделочно-расточные) станки.
§ 2. ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
На горизонтально-расточных станках можно производить все операции,
указанные в § 1.
Основным размером стацков этого типа является диаметр выдвижного
расточного шпинделя, несущего инструмент.
В горизонтально-расточных станках расточной шпиндель распола-
гается горизонтально. Движения, необходимые для выполнения техноло-
гического цикла, сообщаются различным узлам станка в зависимости от
его размеров.
Горизонтально-расточные станки малых размеров (с диаметром рас-
точного шпинделя 50—125 мм) имеют следующие основные узлы: ста-
нину 1 (фиг. I, 131), переднюю стойку 2, шпиндельную бабку 3, стол 4,
заднюю стойку с люнетом 5.
Главным движением v станка является вращение шпинделя. Движение
подачи сообщается либо инструменту, либо заготовке, в зависимости от
характера обработки. В первом случае движением подачи является рсевое
перемещение Si шпинделя или вертикальное перемещение s2 шпиндельной
бабки, или радиальное перемещение s3 резцовой головки по планшайбе,
126
РАСТОЧИ ЫЕ СТАНКИ
во втором случае — перемещение стола в одном из двух взаимно перпен-
дикулярных направлений s4 и s5.
Вспомогательными движениями в этих станках являются: установоч-
ные перемещения шпиндельной бабки в вертикальном направлении, уста-
новочные перемещения стола по двум координатам, установочное переме-
щение задней стойки с люнетом, уста-
новочное перемещение люнета на
задней стойке, переключение скоро-
стей и подач и т. д.
Фиг. I, 131г Горизонтально-расточной станок малого размера.
Станки средних размеров с диаметром шпинделя 100—200 мм имеют
те же узлы, что и станки малых размеров (фиг. I, 132). Стол этих станков
перемещается лишь в одном направлений — продольном или поперечном.
Фиг. I, 132. Горизонтально-расточной
станок среднего размера.
Фиг. I, 133. Тяжелый гори-
зонтально-расточной станок.
Передняя и задняя стойки могут перемещаться по направляющим станины
в продольном или поперечном направлении.
Тяжелые расточные станки (с диаметром шпинделя 125—320 мм) не
имеют стола, и заготовку устанавливают непосредственно на станине
(фиг. I, 133).
В тяжелых горизонтально-расточных станках наиболее универсаль-
ного исполнения передняя стойка перемещается в поперечном напра-
влении — по направляющим станины, в продольном — по промежу-
точным саням, имеющим направляющие.
УЗЛЫ ГОРИЗОНТ АЛЬНО-Р АСТОЧН ЫХ СТАНКОВ
127
Движение стойки может производиться со скоростью рабочих подач
(при фрезеровании) и со скоростью установочных перемещений. Задняя
стойка может перемещаться лишь в поперечном направлении.
Для привода шпинделя и привода подач используются электродвига-
тели переменного или постоянного тока, расположенные непосредственно
на шпиндельной бабке. В станках малых размеров для перемещения стола,
шпиндельной бабки и задней стойки имеются отдельный электродвига-
тель и отдельная коробка передач. Привод тяжелых станков — многодви-
гательный.
В табл. I. 19 приведены краткие технические характеристики некото-
рых отечественных моделей горизонтально-расточных станков.
Таблица 1,19
1 Характеристика	Модели станков									
	2614	262Г	2620	2622	2А630	2654	2656	2А660	2670	2680
Диаметр выдвиж- ного шпинделя в мм		63	85	90	НО	125	150	175	220	250	320
Скорости главно- го движения в об/мин ....	16-	20—	12,5—	12,5—	4—	7,5—	7,5—	4—	3—	2—
	1600	1000	1600	1600	1250	1000	1000	450	350	250
Мощность при- водного элек- тродвигателя в кеш 		5/4,5	6,5/7	10	10/7	14	14	14	59	88	88
Вес в кн ....	—60	— 115	— 118	—115	—225	—380	—420	—980	—1600	—2050
§ 3. УЗЛЫ ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
Станина горизонтально-расточного станка представляет собой
чугунную отливку коробчатрй формы, снабженную ребрами жесткости.
В станках малых размеров станина — цельная, с горизонтально рас-
положенными направляющими. Станины станков средних размеров со-
стоят из двух или трех скрепленных между собой частей, по направляю-
щим которых перемещаются стол, передняя и задняя стойки.
Тяжелые горизонтально-расточные станки наиболее универсального
исполнения имеют станины,,состоящие из трех частей, причем та часть
станины, по которой перемещается передняя стойка, крепится отдельно
на общей фундаментной плите.
Передняя стойка также выполняется в виде отливки короб-
чатой формы и имеет вертикальные направляющие, по которым может
перемещаться шпиндельная бабка. Внутри стойки располагается противо-
вес, уравновешивающий шпиндельную бабку.
Неподвижные передние стойки жестко крепятся к станине с правой
стороны станка, подвижные имеют снизу продольные или поперечные на-
правляющие.
Шпиндельная бабка горизонтально-расточного станка
может перемещаться по вертикальным направляющим передней стойки.
6 ней монтируются: коробка скоростей, коробки подач, механизмы по-
дачи расточного шпинделя и радиального суппорта (ползунка) планшайбы.
В станках малых размеров все эти механизмы приводятся от одного

Z'-55
Фиг. 1, 134. Коробка скоростей станка мод. 262Г.
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
УЗЛЫ ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
129
электродвигателя, установленного на корпусе шпиндельной бабки, в тя-
желых станках каждый механизм имеет отдельный привод, часто регули-
руемые электродвигатели постоянного тока.
Коробка скоростей шпиндельной головки обеспечивает независимое
вращение расточного шпинделя и планшайбы. Благодаря такой конст-
рукции возможно совмещение таких операций как растачивание и обтачи-
вание торца и т. д.
На фиг. I, 134 показано устройство коробки скоростей горизонтально-
расточного станка мод. 262Г.
А~А
Фиг. I, 135. Планшайба тяжелого горизонтально-расточного станка мод. 262Г.
Расточной шпиндель 1 расположен в подшипниках скольжения внутри
полого шпинделя 2. От двухскоростного электродвигателя через два трех-
венцовых блока 24-28-20 и 55-30-19 и зубчатую пару расточному шпин-
делю сообщается любая из 48 скоростей.
Шпиндель 3, несущий планшайбу 4, получает 18 скоростей таким же
22
способом, но через зубчатую пару -gg- при включенной муфте 6,
Управление коробкой скоростей производится механизмом с предвари-
тельным набором (выбором) скоростей.
Принцип действия механизма перемещения суппорта 5 планшайбы
рассмотрен на стр. 132. В тяжелых горизонтально-расточных стан-
ках с многомоторным приводом суппорт планшайбы перемещается с по-
мощью регулируемого электродвигателя, размещенного в корпусе план-
шайбы (фиг. I, 135). В этой конструкции двигатель постоянного тока 1
через червяк 2, червячное колесо (на чертеже не показано) и коническую
передачу сообщает вращение червяку 3, работающему в паре с червдч-
ной рейкой 4, закрепленной на ползушке 5.
9 Ачеокан 159
130
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Коробка подач, размещенная в шпиндельной бабке станков малых
размеров, представляет собой многоступенчатую коробку с передвижными
блоками зубчатых колес.
Стол горизонтально-расточных станков малых размеров состоит из
двух частей: саней и салазок, обеспечивающих перемещения в продольном
и поперечном направлениях. Механизмы перемещения позволяют сооб-
щать ‘столу как медленное движение со скоростью рабочей подачи, так и
быстрое установочное движение и ручное перемещение. Поворотные столы
имеют четыре фиксированные позиции через 90°. Механизм поворота пре-
дусматривает механический и ручной поворот стола, его фиксацию и за-
крепление. Нефиксированные, промежуточные положения стола опреде-
ляются по круговой шкале.
Столы тяжелых горизонтально-расточных станков перемещаются
в одном направлении непосредственно по направляющим станины с по-
мощью червячно-реечных передач. Для привода перемещения столов этих
станков используются регулируемые электродвигатели постоянного
тока.
Задняя стойка расточного станка выполняется в виде отливки
коробчатой формы с вертикальными направляющими, по которым может
перемещаться люнет, поддерживающий борштангу с инструментами.
§ 4. ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 262Г
Станок предназначен для многоинструментальной обработки главным
образом корпусных деталей в единичном и серийном производстве. Диаметр
расточного шпинделя станка 85 мм.
Кинематическая схема станка показана на фиг. I, 136.
Коробка скоростей сообщает расточному шпинделю 18 прямых и об-
ратных скоростей по следующей схеме: двухскоростной электродвига-
118
тель — клиноременная передача — тройной блок 20-28-24—тройной
блок 30-55-19 — постоянная косозубая передача -Ц-----полый шпин-
дель 2 — расточной шпиндель 1.
Планшайба 3 получает 18 прямых и обратных скоростей по той же
22
схеме, но через постоянную косозубую передачу -gg- при включенной
муфте 5.
Осевое перемещение сообщается расточному шпинделю для всех опе-
раций, кроме нарезания резьбы, по схеме: расточной шпиндель—зубчатая
передача 43-5^-42 —тройной блок или или -^1—двойной блок
34	„ v *	18	50	V у 50	.
или-от —двойной блок ~ или т-x — постоянная передача -ту— муфта
Отт	Эи	1 о	4^
39
включения подачи 6—постоянная передача -^g- —коническая передача—
21	4
—червячная передача -----кулачковая муфта 9 —конический трен-
,	«	33 49 50
зель с муфтой 10—постоянная передача 75 •	™—трехзаходныи винт
ОО Оч7
(t = 8 мм х 3).
При нарезании резьбы осевая подача осуществляется по той же схеме,
о	и 50
но вместо последней зубчатой пары gg в цепь включается винторезная
а с
гитара
ГОРИЗОНТ АЛЬНО-РАСТОЧНЫЙ СТАНОК МОД. 262Г
132
РАСТОЧИ ЫЕ СТАНКИ
Станок, построенный по этой схеме, имеет 24 осевые подачи. Переклю-
чаемые блоки находятся в коробке подач.
Радиальная подача ползушки на планшайбе получается от коробки
4
подач по схеме: коробка подач—червячная передача — кулачковая
57
муфта 9—постоянная передача	—планетарная передача—постоянная
24 116	1	.
передача jyg- —червячная передача	—реечная передача (z = 16,
т — 3 мм).
Перемещение ползушки будет происходить только в том случае, когда
планшайба и колесо z = 116 будут иметь разные числа оборотов, так как
для этого необходимо, чтобы колесо z ~ 22, закрепленное в планшайбе,
обкатывалось по колесу г== 116. Разные числа оборотов колесо 2-116 и
планшайба получат, если ведущему валику планетарной передачи сооб-
щить вращение в ту или другую сторону через описанную цепь ра-
диальной подачи.
Вертикальная подача сообщается шпиндельной бабке по схеме: рас-
точной шпиндель—постоянная передача — коробка подач — кони-
19	22
ческая передача	—зубчатая пара——конический трензель с муфтой
у/	36	33
11—коническая передача	—зубчатая пара —коническая передача
-Ц- —двухзаходный винт 4 (t = 8 мм X 2).
Продольное перемещение стола осуществляется по схеме: расточной
шпиндель—постоянная передача — коробка подач—зубчатая пере-
19 22	2
дача	—конический трензель—червячная передача -g^-c муфтой 12—
реечная передача (z = 11, т = 5 мм).
Поперечное перемещение стола связано с расточным шпинделем по
той же схеме, но после конического трензеля с помощью кулачковой
33 *
муфты 13 включается зубчатая пара передающая вращение на двухза-
ходный винт (/ = 6 мм X 2).
Быстрые установочные перемещения сообщаются шпиндельной бабке
и столу с помощью отдельного электродвигателя 22\ при этом выключается
муфта включения подачи 6.
Перемещения узлов станка вручную производятся с помощью махо-
вичков 14^-21.
Муфты 7 и 8 служат для предохранения механизма подачи и быстрых
перемещений от перегрузок.
§ 5.	ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ К ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫМ
СТАНКАМ
Установка и крепление заготовки на столе горизонтально-расточного
станка производится с помощью крепежно-зажимных приспособлений
типа подставок, болтов и прихватов, сборных прихватов и т. п. Для уста-
новки этих приспособлений столы снабжены пазами.
В серийном производстве используются быстродействующие приспо-
собления с механическим, гидравлическим или пневматическим зажимом,
часто обеспечивающие одновременно и базирование заготовки.
ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧН ЫМ СТАНКАМ
133
Передний конец расточного шпинделя имеет коническое отверстие
с метрическим конусом или конусом Морзе, в котором непосредственно или
с помощью переходных втулок крепится инструмент — сверла, развертки,
фрезы и т. д.
Фиг. I, 137. Способы крепления одиночных резцов в борштанге.
Расточные резцы закрепляют в борштангах, расточных оправках.
Короткие борштанги устанавливают в отверстие расточного шпинделя.
Для обработки соосных отверстий, расположенных в противоположных и
промежуточных стенках корпусной детали, применяют длинные бор-
штанги, имеющие вторую опору в люнете задней стойки.
Способы крепления одиночных резцов в борштанге показаны на
фиг. I, 137.
134
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Блоки резцов крепятся в борштангах с помощью шпонок, клиновых
штифтов, клиновых планок (фиг. I, 138).
Фиг. I, 139. Расточные головки.
а — разъемная; б — неразъемная.
Разъемные и неразъемные расточные головки (фиг. I, 139, а, б), исполь-
зуемые для предварительной обработки отверстий с диаметром более
150 мм, крепятся на борштангах шпонками и затяжными болтами.
§ 6.	ПУТИ ДАЛЬНЕЙШЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ]
ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ \J
Развивающаяся машиностроительная промышленность предъявляет
повышенные требования к точности и чистоте поверхности обработанных
деталей. Поэтому новые модели универсальных горизонтально-расточных
станков строятся с таким расчетом, чтобы они сочетали возможности уни-
версальных, координатно-расточных и алмазно-расточных станков.
Специальные оптические устройства позволяют производить установку
расточного шпинделя по координатам с высокой точностью. Такая точ-
ность установки часто дает возможность использовать горизонтально-рас-
точные станки вместо дорогостоящих координатно-расточных.
Создание станков, оснащенных программным управлением, обеспечи-
вающим установку шпинделя по заданным координатам в необходимой
последовательности, позволяет вести на этих станках обработку с автома-
тическим циклом в условиях мелкосерийного производства.
Применение в новых моделях гидравлической подачи с бесступенчатым
регулированием, гидравлической разгрузки направляющих и повышение
верхнего предела чисел оборотов расточного шпинделя дают возможность
использовать универсальные горизонтально-расточные станки также и для
тонкой («алмазной») обработки.
§ 7.	АЛМАЗНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Алмазно-расточные станки предназначены для тонкого («алмазного»)
растачивания отверстий с отклонением поверхности отверстия от цилин-
дрической формы в пределах 3—5 мкм. Тонкое растачивание обеспечи-
вает высокую чистоту поверхности (7—9-го классов по ГОСТу 2789-59).
Они применяются для растачивания цилиндров авиационных и автомо-
АЛМ АЗ НО-РАС ТОЧИ ЫЕ СТАНКИ
135
бильных двигателей, некоторых деталей насосов и станков, иногда и при
ремонтных работах.
По расположению оси вращения шпинделя алмазно-расточные станки
подразделяются на вертикальные (фиг. 1,140) и горизонтальные (фиг. 1,141);
по числу шпинделей — на одношпиндельные и многошпиндельные. Гори-
зонтальные алмазно-расточные станки могут быть односторонними (отвер-
стие растачивается с одной стороны) и двусторонними.
В табл. I, 20 даны краткие характеристики алмазно-расточных стан-
ков отечественного производства.
Главным движением v в алмазно-расточных станках является вращение
Фиг. I, 140. Вертикальный
алмазно-расточной станок.
шпинделя, несущего инструмент (резец)
(фиг. I, 140 и I, 141).
Движение s подачи в вертикальных одно-
шпиндельных станках сообщается шпин-
Фиг. I, 141. Горизонтальный алмазно-расточной
станок.
делю, в горизонтальных односторонних и двусторонних станках—столу
с установленным приспособлением для крепления заготовки.
Стол совершает сложный цикл рабочих и быстрых перемещений, пода-
вая заготовку то к одним, то к другим шпиндельным головкам, установлен-
ным неподвижно на мостиках.
В специализированных алмазно-расточных станках движение подачи
сообщается шпиндельным головкам, тогда как заготовка остается непо-
движной.
Вертикальные одношпиндельные алмазно-расточные станки имеют раз-
деленный привод главного движения, т. е. от коробки скоростей, располо-
женной в станине (редуктора), вращение сообщается шпинделю через ре-
менную передачу. При такой конструкции привода вынужденные колеба-
ния, возникающие в коробке скоростей в меньшей степени передаются на
шпиндель, что благоприятно сказывается на качестве поверхности обра-
ботанной детали. В горизонтальных алмазно-расточных станках, пред-
назначенных для более точных работ, коробка скоростей отсутствует;
электродвигатель расположен вне станка, и шпинделям расточных голо-
вок вращение сообщается только с помощью ременной передачи.
Настройка числа оборотов шпинделя производится посредством ступен-
чатых или сменных шкивов.
136
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Таблица I, 20
Характеристика	Модели станков							
	2705	2710	2709		2706*		2А715*	
Расположение шпинделей Площадь стола в мм X мм Наибольший диаметр растачиваемой поверхности в мм Скорости главного движения в об/мин Мощность приводного электродви- гателя в кет Вес в кн	320 X 500 5500 2 —15	ГО1 400X 800 5000 2,8 —19	эизонтальн 500X800 4500 4,5 —22		ое 320 X 500 5500 4,5 —25		400X 800 5000 4,5 —30	
Характеристика	Модели станков							
	2708*	2712*	2А716*	278		2792		*♦
Расположение шпинделей Площадь стола в мм X мм Наибольший диаметр растачиваемой поверхности в мм Скорости главного движения в об/мин Мощность приводного электродвига- теля в кет Вес в кн	Гори: 400X800 5000 4,5 —30	зонтальное 500 X 800 5000 4,5 —42	630 X Х1250 5000 4,5 —53	В( 160 80Х Х450 1,7 —20		фтикальнс 200 По на- ладке 4,5 —118		>е 150 360 2,8 —25
* Двусторонние.
** Модель не имеет номера в типаже металлорежущих станков на 1959— 1965 гг.
Шпиндели алмазно-расточных станков монтируются в прецизионных
подшипниках качения или скольжения. Подшипники качения устанавли-
ваются с предварительным натягом. Часто в конструкциях шпиндельного
узла предусматривается автоматическая выборка зазора, обусловленного
износом подшипников и тепловыми деформациями.
Для получения подач чаще всего используется гидравлический привод,
обеспечивающий бесступенчатое регулирование величины подачи.
Достоинство такого привода — возможность получения малых подач
(менее 10 мм/мин), необходимых для «алмазного» растачивания. Кроме
того, применение гидравлического привода облегчает автоматизацию
цикла подачи.
С целью повышения производительности алмазно-расточных станков,
работающих по полуавтоматическому циклу, их оснащают устройством
для автоматической подналадки инструмента по мере его износа, т. е.
системой активного контроля.
ГЛАВА VII
АГРЕГАТНЫЕ СТАНКИ
§ 1.	НАЗНАЧЕНИЕ И КОМПОНОВКА АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
Агрегатными называются специальные станки, состоящие из нормали-
зованных узлов (агрегатов).
Такие станки используют для многоинструментальной обработки заго-
товок деталей (чаще корпусных) в условиях крупносерийного и массового
производства. Они нашли широкое применение на заводах, изготовляющих
автомобили и сельскохозяйственные машины.
Фиг. I, 142. Классификация агрегатных станков по компоновке.
На агрегатных станках производится сверление, растачивание, наре-
зание резьбы и реже, фрезерование плоскостей. В последнее время появи-
лись агрегатные станки, выполняющие элементарные сборочные работы.
Преимущества практического применения агрегатных станков заклю-
чаются в следующем: а) значительное сокращение сроков проектирова-
ния и изготовления станка; б) высокая производительность, обуслов-
ленная многоинструментной обработкой и минимальным количеством
138
АГРЕГАТНЫЕ СТАНКИ
вспомогательных движений; в) сравнительно низкая стоимость изгото-
вления станка; г) удешевление обработки заготовок издели^б'латодаря
высокой производительности и простоте обслуживания станкаРд/ облегче-
ние автоматизации цикла обработки; е) возможность использования части
агрегатов при изменении объекта производства.
При установившейся номенклатуре деталей возможно создание агре-
гатных станков с переналадкой на обработку заготовок деталей нескольких
типоразмеров.
Фиг. I, 143. Примеры компоновки агрегатных станков (ЭСМ т. 9):
1 — односторонний, однопозиционный станок: а — вертикальный; б — наклонный? 2 — односто-
ронний, однопозиционный станок для обработки тел вращения с заготовкой, закрепленной: а — в си-
ловой головке; б — в приспособлении на основании; 3 — односторонний, однопозиционный блок
станков: а — вертикальных; б — горизонтальных; 4 — многосторонний, однопозиционный станок?
а — четырехсторонний, б — двусторонний; 5 — односторонний, многопозиционный станок со сто*
лом, имеющим поступательное перемещение: а — вертикальный; б — горизонтальный; 6 — одно-
сторонний, многопозиционный станок с вращающимся столом; а — вертикальный; б — горизон-
тальный.
Агрегатные станки могут работать как самостоятельная единица ста-
ночного парка или входить в состав поточных и автоматических линий
с единым транспортом.
В большинстве случаев на агрегатных станках производится обра-
ботка несколькими инструментами неподвижной заготовки. Это позволяет
осуществлять рабочие перемещения агрегатов, несущих инструменты,
в одном направлении и обрабатывать заготовки, одновременно с несколь-
ких сторон.
Компоновка агрегатных станков зависит от размеров и конфигурации
изготовляемой детали, а также от возможности совмещения необходимых
для обработки операций.
На фиг. I, 142 дана классификация агрегатных станков по компоновке,
а на фиг. I, 143 примеры компоновки.
ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ'
139
§ 2.	ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ *
Агрегатные станки (фиг. I, 144) в большинстве случаев имеют следую-
щие основные узлы: станину /, колонну 4, силовые головки 2, шпиндель-
ные коробки 3, приспособление для установки и крепления обрабатываемой
заготовки 5 и подставки для приспособления 6.
В некоторых случаях станины и колонны устанавливают на литых или
сварных основаниях, которые являются нормализованными агрегатами.
Фиг. I, 144. Трехсторонний сверлильный многошпиндель-
ный станок.
В случае последовательной обработки нескольких заготовок вместо не-
подвижного приспособления 5 устанавливают подвижной или поворотный
стол, на котором монтируют приспособления для установки и крепления
заготовки.
В агрегатных станках с гидрофицированным приводом перемещений
рабочих органов управление циклом осуществляется с помошью нормали-
зованных гидропанелей.
Станины и колонны в нормализованном исполнении — это
отливки и сварные конструкции коробчатой формы с направляющими
для силовой головки. Специальные — не нормализованные — станины
изготовляют, как правило, сварными из стали с привертными напра-
вляющими. В ряде случаев направляющие выполняют в виде салазок
и устанавливают на сварной станине после окончательной обработки.
Шпиндельные коробки служат для размещения рабочих
шпинделей и передачи движения от выходного вала силовой головки
к шпинделям.
Нормальная шпиндельная коробка (фиг. I, 145) имеет корпус 2, про-
межуточную плиту 3, переднюю 1 и заднюю 4 крышки. В расточках кор-
пуса и промежуточной плиты расположены нормализованные шпиндели,
валики и зубчатые колеса. Центральное зубчатое колесо 5 сцепляется
140
АГРЕГАТНЫЕ СТАНКИ
с колесом, закрепленным на выходном валу силовой головки. Монтаж
коробки ведется через окно в корпусе 2. Задняя крышка имеет отверстия
для крепления коробки к корпусу силовой головки.
Ряд размеров шпиндельных коробок нормализован. Соответственно
этим размерам изготовляются литые детали коробок, а отверстия под
подшипники растачивают в соответствии с требованиями конкретного
случая.
Приспособления для установки и крепления обрабатываемой заго-
товки проектируются сообразно ее размерам, конфигурации и виду обра-
Фиг. I, 145. Шпиндельная коробка.
ботки и поэтому не могут быть нормализованы. Установка заготовки
производится на планках, штырях, призмах и пр.
В случае обработки нежесткой заготовки в определенных точках ее
устанавливают подводимые опоры.
Для зажима (крепления) заготовки пользуются самотормозящимися
механизмами (клиновыми, винтовыми, эксцентриковыми) с ручным, ме-
ханическим и пневмогидравлическим приводом.
Стенки приспособления часто используют для размещения неподвиж-
ных или вращающихся кондукторных втулок, применяемых для повыше-
ния точности координации инструментов относительно обрабатываемой
заготовки.
Подставки под приспособления не нормализованы и выполняются
в виде отливок коробчатой формы или стальных сварных конструкций,
§ 3.	СИЛОВЫЕ головки
Различают самодействующие и несамодействующие силовые головки.
Самодействующими силовыми головками называются агрегаты, сооб-
щающие инструменту вращательное и поступательное движение и при-
годные для установки на станке в любом рабочем положении.
Несамодействующие силовые головки сообщают инструменту только
вращательное движение, а привод поступательного движения распола-
гается отдельно в станине станка.
СИЛОВЫЕ головки
141
Для получения резьбы применяются специальные резьбонарезные
головки с реверсируемыми шпинделями.
В СССР нормализован ряд типов самодействующих силовых головок.
Подача инструмента в силовых головках может осуществляться:
а) перемещением корпуса головки, несущего шпиндельную коробку;
б) перемещением пиноли с инструментом при неподвижном корпусе.
Силовые головки могут осуществлять разнообразные циклы поступа-
тельного движения. Наиболее простым циклом является перемещение
вперед и назад с одной скоростью.
Примером сложного цикла может служить глубокое сверление с неод-
нократным вводом и выводом сверла на быстром ходу и с рабочей
подачей.
При необходимости получения точных торцовых поверхностей циклом
предусматривается остановка головки в конце рабочего хода на жестком
упоре (работа без подачи).
Вращение рабочих шпинделей в большинстве случаев осуществляется
от двигателя, расположенного на корпусе головки.
Механизмы поступательного движения отличаются большим разнооб-
разием.
В приведенной ниже таблице дана классификация, схемь! дей-
ствия и краткое описание наиболее распространенных силовых головок
(табл. I, 21).
Таблица I, 21
Краткое описание принципа
действия
ч Вращение шпинделя 1 (главное движе-
ние о) осуществляется электродвигателем 2
через зубчатую пару 3—4. При повороте пло-
ского кулачка 5 подачи происходит поворот
зубчатого сектора 6, связанного с кулачком
роликом 7. Поворот зубчатого сектора вызы-
вает перемещение пиноли 8, несущей шпин-
дель 1, с медленной (рабочей s) и быстрой по-
дачей. При повороте кулачка 5 на один оборот
выступ 9 упирается в подвижный упор 10.
При этом червяк 11» продолжая вращаться,
перемещается в осевом направлении, размыкая
фрикционную муфту. Для возобновления
цикла упор 10 выводится из контакта с высту-
пом 9 с помощью соленоида
Вращение выходного вала 1 головки осуще-
ствляется электродвигателем 2 через зубчатую
пару 3—4 (у). Барабан 5 подачи, установлен-
ный в корпусе головки, находится в контакте
с роликом 6 ползушки 7, закрепленной на ста-
нине с помощью установочного винта 8. При по-
вороте барабана перемещается корпус головки
вместе со шпиндельной коробкой с медленной
(рабочей s) и быстрой подачей. Величина рабо-
чей и быстрой подачи устанавливается смен-
ными шестернями 9, 10. Исходное положение
головки устанавливается с помощью винта 8
142
АГРЕГАТНЫЕ СТАНКИ
Продолжение табл. I, 21
Краткое описание принципа
действия
Вращение v выходного вала 1 головки осу-
ществляется электродвигателем 2 через зуб-
чатую передачу 3, 4, 5, 6. Для получения по-
ступательного движения служит пара винт —
гайка 7, 8. При рабочей подаче s гайка получает
вращение от электродвигателя 2 через систему
зубчатых и червячных передач. При этом пере-
мещается вся головка, несущая шпиндельную
коробку. Для быстрых перемещений служит
электродвигатель 9, укрепленный на станине
Электродвигатель 9 через двойную роликовую
муфту (на чертеже не показана) вращает винт 7
с высоким числом оборотов в любую сторону
Вращение шпинделя 1 (главное движение v)
осуществляется электродвигателем^ через зуб-
чатую пару 3, 4. Механизмом поступательного
движения служит реечная передача 5, 6. При-
вод рабочей подачи (s) осуществляется электро-
двигателем 2 через систему зубчатых и червяч-
ных передач на реечную шестерню 5. При ра-
боте пневмоцилиндра 7 цепь рабочей подачи
отключается обгонной муфтой, а при работе
пневмоцилиндра 8 — фрикционной муфтой
(на чертеже не показаны)
Вращение шпинделя / (главное движение о)
осуществляется с помощью пневматической
турбинки, расположенной в корпусе головки.
В этом же корпусе расположен пневмоцилиндр
подачи. Быстрое перемещение шпинделя про-
исходит до соприкосновения инструмента с из-
делием, а затем следует рабочая подача, вели-
чина которой зависит от твердости обрабаты-
ваемого материала. Возврат шпинделя в ис-
ходное положение осуществляется пружиной 2
Вращение шпинделя / (главное движение и)
осуществляется электродвигателем 2 через
зубчатую передачу 5, 4, 5, 6. Быстрое и медлен-
ное (рабочее s) перемещение пиноли 7, несущей
шпиндель, осуществляется цилиндром 8
с поршнем 9. Левая полость цилиндра запол-
нена маслом. В начале цикла сжатый воздух
поступает в правую полость цилиндра. При
этом происходит быстрое перемещение
поршня 9 с пинолью 7. Масло из левой полости
цилиндра выдавливается в полость 10, дей-
ствуя на диафрагму 11. В нужный момент,
с помощью золотникового устройства масло
направляется в полость 10 через редукцион-
ный клапан и дроссель. При этом происходит
рабочая подача. По окончании рабочей подачи
сжатый воздух подается в левую часть по-
лости 10 и, действуя на диафрагму, выдавли-
вает масло в левую полость цилиндра 8. Про-
исходит быстрый отвод пиноли в исходное по-
ложение. Диафрагма препятствует смещению
воздуха и масла
СИЛОВЫЕ ГОЛОВКИ
143
Продолжение табл. 1,21
Схема
Краткое описание принципа
действия
Вращение выходного вала 1 (главное дви-
жение v) осуществляется электродвигателем 2
через зубчатую передачу. Для получения по-
ступательного перемещения головки служит
цилиндр 3 с поршнем 4. Шток 5 поршня не-
подвижно закреплен на станине. Левая полость
цилиндра заполнена маслом. Быстрое переме-
щение головки на изделие осуществляется
пуском сжатого воздуха в правую полость
цилиндра через сверление в штоке. При этом
масло выдавливается в резервный бачок 8.
По окончании быстрого перемещения с по-
мощью золотникового устройства б, управляе-
мого кулачком 7, масло поступает в резерв-
ный бачок через редукционный клапан и дрос-
сель. Происходит рабочая подача ($). По
окончании рабочей подачи воздух направляет-
ся в резервный бачок и выдавливает масло
в левую полость цилиндра 3. Таким способом
осуществляется быстрый отвод в исходное по-
ложение
Вращение выходного вала 1 (главное дви-
жение v) осуществляется электродвигателем 2
через зубчатую пару 3,%4. Возвратно-поступа-
тельное движение голов'ки, несущей шпиндель-
ную коробку, осуществляется гидроцилин-
дром 5 с поршнем 6 и неподвижным штоком 7.
Регулирование величины рабочей подачи (s)
может осуществляться дросселированием или
установкой насоса с регулируемым расходом
(объемное регулирование). Последовательность
быстрых перемещений и рабочих ходов устана-
вливается с помощью нормальной гидропа-
нели
Вращение шпинделя 1 (главное движение о)
осуществляется с помощью винтового гидро-
двигателя 2. Возвратно-поступательное пере-
мещение пиноли 3, несущей шпиндель с гидро-
двигателем, осуществляется с помощью ци-
линдра 4 с поршнем о, штоком которого яв-
ляется пиноль 3. Преимуществом такой кон-
струкции является компактность при доста-
точной мощности и высокое число оборотов
шпинделя
1 Конструкция силовой головки с винтовым гидродвигателем разработана в Научно-иссле-
довательском институте технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.
ГЛАВА VIII
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ТИПЫ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Для фрезерных станков характерны исполнительное движение формо-
образования, состоящее из непрерывного вращательного движения инст-
румента, определяющего скорость резания, и прямолинейного, кругового
или винтового движения подачи. При этом движение подачи сообщается
заготовке, реже, инструменту.
На фрезерных станках обрабатывают плоскости, фасонные поверхно-'
сти (матриц, пунсонов, кулачков и т. д.), поверхности вращения, наруж-
ные и внутренние резьбы, винтовые поверхности различного про-
филя и др.
Фрезерные станки можно разбить по назначению на следующие основ-
ные группы: станки общего назначения; специализированные и специаль-
ные. Последние предназначены для выполнения одной или нескольких оп-
ределенных фрезерных операций на конкретных деталях и применяются
в условиях массового и крупносерийного производства. В табл. I, 22 при-
ведены данные точности и чистоты поверхностей, обработанных фрезеро-
ванием.
Таблица /, 22
Фрезерование	Класс точности		Класс чистоты
	пределы	средний экономи- ческий	
Черновое	  .	За—5	4	4—5
Чистовое .			2а—4	3	5—7
Тонкое 		2а—4	3	7—8
§ 2. ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
На фрезерных станках общего назначения обрабатываются заготовки
деталей широкой номенклатуры в индивидуальном и мелкосерийном про-
изводстве. К станкам этой группы относятся: консольно-фрезерные, бес-
консольно-фрезерные; продольно-фрезерные и карусельно-фрезерные
станки.
Характерным размером фрезерных станков общего назначения яв-
ляются размеры рабочей поверхности стола.
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
145
Консольно-фрезерные станки
Особенностью консольно-фрезерных станков является наличие у стола
трех движений — продольного, поперечного и вертикального. Станки этой
подгруппы подразделяются на: горизонтально-фрезерные (простые); го-
ризонтально-фрезерные универсальные; вертикально-фрезерные; широко-
универсальные.
Основные технические характеристики изготовляемых в СССР фре-
зерных станков наиболее распространенных моделей приведены в
табл. I, 23.
Таблица 1,23
Фрезерные станки общего назначения
Наименование	Модель	Рабочая поверхность стола в ммхмм	Скорости шпинделя в об/мин	Мощность в кет при- водного электро- двигателя	Вес в кн
К онсо льно-фрезерные станки					
Горизонтальный .... Вертикальный ....	6802Г 6102А	100x400	400—5000	0,45/0,6..	4,4
Горизонтальный .... Вертикальный		6803Г 6103	125X500	315—4000	0,75/1	5
Горизонтальный .... ((Универсальный^) .... Вертикальный "		6804Г 6804 6104	160x630	71—3150	1,7	7
Широкоуниверсальный	6Т75	200 x 630	45—2000	1,7	9
Горизонтальный .... Универсальный .... Широкоуниверсальный Вертикальный		6М80Г 6М80 6П80Ш 6М10	200 x 800	36—1600 (50—2240 быст- роходная модель)	2,8	13,4
Горизонтальный .... Универсальный ?. , . . Широкоуниверсальный Вертикальный		6М81Г 6М81 6М81А 6М11	250X1000	40—2000	4,5	20
Горизонтальный .... Универсальный .... Широкоуниверсальный Вертикальный		6М82ЦБ) 6М82 6М82Ш 6М12ПБ	320x1250	31,5—1600 (63—3150 быст- роходная модель)	7 (Ю)	25
Горизонтальный .... Универсальный .... Широкоуниверсальный Вертикальный		6М83Г 6М83 6М83Ш 6М13П(Б)	400Х1600	31,5—1600 (63—3150 быстроходная модель)	10 (14)	38
Горизонтальный .... Широкоуниверсальный Вертикальный		6Н84Г 6Н84Ш 6HI4	500x2000	25—1250	14	67
10 Ачеркан 159
146
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Продолжение табл 1,23
Наименование	Модель	Рабочая поверхность стола в ммХмм	Скорости шпинделя в об!мин	Мощность в квпг при- водного электро- двигателя	Вес в КН
Беск онсольные вертикально-фрезерные станки
(с крестовым столом)
С поворотной головкой С копировальным устрой- ством С круглым столом	654 6М54 654К	630—1600 0630	25—1250	14	100
С неподвижной головкой С поворотной головкой С круглым столом С копировальным устрой- ством	656 656П 656ПК 6М56	800 x2000 0800	25—1250	20	163
С неподвижной головкой С круглым столом С поворотной шпиндель- ной головкой	659 659К 659П	1000 x2500 01000	25—1250	28	210
Продольно-фрезерные станки
Одностоечный (двухсто- ечный): с горизонтальным шпинделем (на каж- дой стойке)	6303 (6603)	320x1000	40-2000	4,5 (4,5X2)	34 (49)
	6304 (6604)	400X1250	40—2000	4,5 (4,5X2)	40 (53)
	6305 (6605)	500X1600	25—1800 50—1600	7 (7x2)	63 (78)
с траверсой и одним вертикальным шпин- делем /	6306 (6606)	630x2200	47,5—600	10x2 (10X3)	180 (225)
	6308 (6608)	800 x 3000	25—800 или 40—1250	14x2 (14x3)	245 (270)
с горизонтальным (дву- мя) и вертикальным (двумя) шпинделями	6310 (6610)	1000x4000	25—800 или 40—1250	14x2 (14X3)	315 (350)
	6641 (6У612)	1250x4000	25—1250	20x2 (20x4)	380 (490)
	6У316 (6У616)	1600x5000	25—1250	20X2 (20x4)	490 (635)
	6320 (6620)	2000 x6300	20—1000	28x2 (28X4)	635 (785)
	6325 (6625)	2500x 8000	20—1000	28x2 (28X4)	980 (1180)
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
147
Продолжение табл. 1,23
Наименование	Модель	Рабочая поверхность стола в ммХмм	Скорости шпинделя в об/мин	Мощность в кет при- водного электро- двигателя	Вес в кн
Двухстоечный: с двумя горизонталь- ными и двумя вер- тикальными шпин- делями	6682	3600X12000	23,5—300	40X4	3140
комбинированный со строгальными суп- портами	6У632	3200X10000			
К ару сельно-фрезерные станки
С горизонтальным шпин- делем	ГФ-26 1М	0750	190—600	7	51
С двумя вертикальными шпинделями	6А21	01000	40—250 и 63—400	10/14	78
	6А23	01400	40—250 и 63—400	14/20	127
	6М23	01500			
С тремя вертикальными шпинделями	6М23В	01500			
Горизонтальные консольно-фрезерные станки имеют гори-
зонтально расположенный шпиндель. Стол этих станков может переме-
щаться в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
На.фиг. 1, 146 показан горизонтальный консольно-фрезерный станок
мод7бМ80Г. Станок имеет станину /; консоль 2, перемещающуюся по вер-
тикальным направляющим станины; салазки 3, которые могут переме-
щаться по направляющим консоли; стол 4, имеющий продольное перемеще-
ние по направляющим салазок; хобот 5 с кронштейном 7, предназначен-
ный для поддержания конца фрезерной оправки, и поддерживающие
стойки 3, связывающие хобот с консолью для увеличения жесткости
станка.
Кинематическая схема станка (мод. 6М80) изображена на фиг. I, 147.
Шпиндель приводится от фланцевого электродвигателя (Af — 2,8 кет,
п = 1420 об/мин) через шестиступенчатую коробку передач (три переклю-
чения между валами I и II и два — между валами II и III), клиноремен-
т т	31 24 ~
ную передачу с передаточным отношением I : I и перебор Таким
образом шпинделю сообщается любое из шести нижних ступеней чисел
оборотов.
Для получения шести верхних ступеней включается кулачковая
муфта М±. При этом шестерни блока перебора 83-24 из зацепления
148
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
выводятся и последним звеном цепи привода шпинделя является клино-
ременная передача.
Следовательно, шпиндель имеет всего 12 ступеней скорости; их диапа-
зон 36—1600 или в быстроходном исполнении 50-2240 об/мин. Последнее
достигается изменением передаточного отношения между валами III и IV
22	26
С 26 На 22’
Все движения стола — продольное, поперечное и вертикальное —
осуществляются от встроенного в консоль отдельного электродвигателя
Фиг. I, 146. Горизонтальный консольно-фрезерный станок мод. 6М80Г:
а, в, с — направления соответственно продольных, поперечных и вертикальных перемещений стола.
(N = 0,6 кет, п = 1420 об!мин) через зубчатые передачи yg-gg и далее
либо через цепь рабочих подач, либо через цепь быстрого (ускоренного)
хода. В цепь рабочих подач входят: 12-скоростная коробка; три передачи
v	v т / 37	30	45 \	VT	v гт
с вала X на вал XI ( ~ или или ); Две — с вала XI на вал XII
\ 53	оО	45 /
/24	45\	18 30 к
( или 45 } и две либо через переборную группу , либо минуя этот
перебор. При включении кулачковой муфты М2 зубчатое колесо z = 60 вы-
ходит из зацепления с колесом z = 30 и соединяется с валом XII. Далее
движение передается на широковенцовое зубчатое колесо z = 60, внутри
которого встроена предохранительная муфта, свободно сидящая на валу
XIII. При включении кулачковой муфты Л43 начинают вращаться
вал XIII и колесо z = 34, последнее через зубчатое колесо z = 40 при-
водит во вращение валы консоли.
Быстрое перемещение осуществляется, минуя валы X, XI, XII, с зуб-
чатого колеса z = 69 на колесо z = 21, связанное с валом XIII фрикцион-
ной муфтой.
Включение продольных, поперечных и вертикальных подач произво-
дится соответственно муфтами ТИ4, Мь и Л4б. Продольные подачи реверси-
ФРЕЗЕРН ЫЕ СТАНКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
149
руются посредством конического трензеля на валу XVII, поперечных и
вертикальных подач — посредством паразитной шестерни z = 39 цилин-
дрического трензеля.
Горизонтальные консольно-фрезерные станки применяются главным
образом для обработки линейчатых поверхностей, в том числе и плоско-
стей цилиндрическими, дисковыми, фасонными фрезами, а иногда, напри-
Фиг. I, 147. Кинематическая схема консольно-фрезерного станка мод. 6М80Г и 6М80.
мер, в ремонтных цехах для нарезания прямозубых колес модульными
дисковыми фрезами. Можно также выполнять работы, требующие приме-
нения торцовых и концевых фрез.
У ниверсальные консольно-фрезерные станки по внешнему
виду почти не отличаются от горизонтальных. Они также имеют горизон-
тально расположенный шпиндель, но стол, помимо перемещений, указан-
ных выше, может еще быть повернут вокруг вертикальной оси. Поворот
стола расширяет возможности станка, позволяя столу перемещаться не
только перпендикулярно или параллельно оси шпинделя, но и под раз-
личными углами к ней. Это дает возможность фрезеровать винтовые ка-
навки и нарезать косозубые (с винтовыми зубьями) колеса.
150
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Вертикальные консольно-фрезерные станки в отличие от гори-
зонтальных имеют шпиндель, расположенный вертикально, который в од-
них станках может быть неперемещающимся, в других может переме-
щаться не только вдоль своей оси, но и поворачиваться вокруг горизон-
тальной оси (фиг. I, 148). В вертикальных станках отсутствует хобот и
Фиг. I, 148 Вертикальный консольно-фрезерный станок с поворотной
головкой:
1 — станина; 2 — фрезерная головка; 3 — рабочий стол; 4 — салазки;
5 — консоль.
поддерживающие стойки. Остальные части у этих станков такие же, как
у горизонтальных. На вертикальных консольно-фрезерных станках рабо-
тают в основном торцовыми и концевыми фрезами.
Широкоуниверсальные станки в отличие от универсаль-
ных имеют дополнительный шпиндель, поворачивающийся вокруг верти-
кальной и горизонтальной осей (фиг. 1, 149). Имеются также широкоуни
версальные станки с двумя шпинделями — горизонтальным и вертикаль-
ным — и столом, поворачивающимся вокруг горизонтальной оси. В ши-
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
14
рокоуниверсальных фрезерных станках шпиндель может быть установлен
под любым углом к обрабатываемой заготовке. Такие станки применяют
преимущественно в экспериментальных и инструментальных цехах.
Фиг. I, 149. Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станок
мод. 6М82Ш.
На базе основных моделей консольно-фрезерных станков выпускаются
быстроходные модели, с повышенным диапазоном чисел оборотов шпин-
деля, для обработки на больших скоростях деталей из легких сплавов.
В шифре таких станков имеются буква Б, например 6М82ГБ, 6М12ПБ
(см. табл. I, 23).
Бесконсольно-фрезерные станки
Стол бесконсольно-фрезерных станков, в отличие от консольных, может
перемещаться только в двух направлениях — продольном и поперечном.
Установка в вертикальном направлении производится шпиндельной го-
ловкой. Жесткость конструкции бесконсольных станков больше, чем
консольных, но они менее универсальны.
По расположению шпинделя бесконсольно-фрезерные станки подраз-
деляют на вертикальные и горизонтальные; последние еще не получили
широкого применения, в отличие от вертикальных.
152
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
На базе основных моделей вертикальных бесконсольно-фрезерных
станков выпускаются модификации с поворотными шпиндельными голов-
ками, с копировальными устройствами и с комбинированными столами.
Такие столы, кроме продольной и поперечной подач, имеют также круго-
вую подачу, которая сообщается встроенному круглому столу. В шифр
таких станков добавляется буква К, например 654К и т. д. (см. табл. I, 23).
На фиг. I, 150 показан вертикальный бесконсольно-фрезерный станок
мод. 656П. Основными частями станка являются: станина 7, стойка 2, са-
лазки 3 стола, стол 4, салазки 5 шпиндельной бабки, шпиндельная бабка 6
и подвесной пульт управления 7.
Фиг. I, 150. Вертикальный бесконсольно-фрезерный санок мод. 656П.
Шпинделю станка сообщается вращательное движение от электродви-
гателя Dit N = 20 кет; п = 1420 об/мин (фиг. I, 151) через 18-ступенчатую
коробку скоростей (три переключения между валами II и III, три —
между валами III и IV, два — между валами IV и V). Переключения про-
изводятся с помощью двухпозиционнМх Ц2 и 1Ц и трехпозиционных и
Ц3 гидроцилиндров управления плунжерного типа (о работе трехпози-
ционного цилиндра см. раздел IV, стр. 756). Соответствующие полости
= 5	Цилиндры				управления	‘				са 1 о 5	Цилиндры				управления			
																	
о Q.0Q	1		1	1		L	Гз	1 L		о ~ о.»	Ц	1	L	(г	1 L	(з	I L	(4
О м ю 5 о ч о>	Полости								'is	Полости							
о 4									о <								
ч я и S Г* я с £	* - Q.X	£ к		£ X				Й к	X Я^ Q Я С	* - rv X	£ X		Й х	и - С.	Й х	* _ СХ к	Й«
	О) к	S X	CU X и я	я х	<у я	X X	<и х	X X	X	х	Я X	о X	X X	ф X	X X	о X	X X
ЕГ Э я	И X	X X		5С	X X	X X	со х	X X	ЕГ з X	X X	X X	и я	X X	X X	X X	№ X	X X
1200	Н	Н	С	н	С	Н	н	С	160	н	н	Н	С	С	Н	н	С
940	Н	С	С	н	С	Н	н	С	120	н	С	Н	С	С	Н	н	С
770	С	н	С	н	С	Н	н	С	100	С	Н	Н	С	С	Н	н	С
590	Н	н	с	н	Н	С	н	С	80	Н	Н	Н	С	н	С	н	С
460	Н	с	с	н	Н	С	н	С	60	Н	С	Н	С	н	С	н	С
380	С	н	с	н	И	С	н	С	50	С	Н	Н	С	н	с	н	С
300	Н	н	с	н	н	Н	с	Н	40	Н	Н	Н	С	н	н	с	И
230	Н	с	с	н	н	Н	с	Н	30	Н	С	Н	С	н	н	с	Н
190	С	н	с	н	н	Н	с	Н	25	С	Н	Н	С	н	н	с	Н
Фиг. I, 151. Кинематическая
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
153
гЗЗ^
Z80 К
-|в
Тоне,
160
О
о*
/р|а о
XIX l2\
*— «-J?
n-^-isoo^
л'^оо^акА
Z39„


О,
7%
П
a °|а
Z36
2зах. XX
п=№20 об/мин
М^8кбт
ТУ
-----о|а
3 z6t
И=20ь8т
п=№2ОоЬ,
'мин
220
-z3flJIlz28\. U i
г39
t=8
XXII
Z17
М
1Ийа
zl8
/мООоаг
XVI ъ а
ХП1
IU12
ххш
Z216
zU
XXV цзаж
Зажин
Отлип

5-5 бар
XVIII
ZW
О
од
Z30.
Z2£
хи
3
2зах
EETntfZB
XVII
\_z26
XI
z24
Зажин
з
u
u

схема станка мод. 656П.
2за.х
во
BQ
УЛ
qqL J~~4JQ
47Tfz
YU1
1зах
IX

154
ФРЕЗЕ PH ЫЕ СТАНКИ
гидроцилиндров управления соединяются с насосной станцией посредст-
вом крана управления КУ, который может занимать 18 различных поло-
жений. В таблице на фиг. I, 151 показано, какие полости гидроцилиндров
управления соединяются с насосом (т. е. с напором — Н) и какие — с ба-
ком (т. е. со сливом — С) для настройки различных чисел оборотов шпин-
деля. Масло к крану управления КУ поступает от насоса Н1 через
фильтр и подпорный клапан К %, отключающий гидроцилиндры управ-
ления от насосной станции при падении давления ниже 5—6 бар [(5—6) X
X 105яЛи2]. Наибольшее давление ограничивается предохранительным
клапаном Ki 16—18 бар.
Коробка скоростей с электродвигателем смонтирована в шпиндель-
ной бабке, которую при настройке можно перемещать с помощью электро-
двигателя D2 (N = 2,8 кет, п ~ 1420 об/лшк) по направляющим стойки
со скоростью
va = 1420~-4-8 = 750 мм/мин.
ОУ ZO
Перемещение бабки производится нажатием кнопки «Бабка вверх» или
«Бабка вниз». При этом включается электромагнит Эмг пилота Зъ который
переводит золотник 32 в позицию «отжим». Масло от насоса Нг через золот-
ник 32 направляется в бесштоковые полости четырех гидроцилиндров
Цзаж зажима салазок шпиндельной бабки (на схеме показаны только два
цилиндра). Салазки освобождаются и конечным выключателем КВг, вклю-
чается электродвигатель D2.
В случае надобности шпиндельную бабку можно повернуть на угол
до 30° в любую сторону от ее вертикального положения, вращая вручную
квадрат на конце вала XXIII. За один оборот этого вала шпиндельная
бабка поворачивается на один градус
“= 14г-й'3№=1"'
При этом предварительно нужно отпустить зажимы, которые приво-
дятся в действие поворотом квадрата вала XXV. Для выдвижения пиноли
шпинделя из корпуса шпиндельной бабки служит маховичок 1.
Рабочие продольные и поперечные подачи осуществляются от отдель-
ных электродвигателей постоянного тока с бесступенчатым регулирова-
нием чисел оборотов в пределах 24—1800 об/мин, быстрые перемещения —
от тех же двигателей, но при 2400 об/мин. Как видно из схемы, скорости
продольного (snp) и поперечного (snon) перемещений могут быть следующими:
s„₽=(24...1800; 2400)-^L--S--~ S--8-2^20...1500; 2000 мм/мин;
zbO Ov 10 ZO
snon = (24... 1800; 2400).-±..^-.8.2^20... 1500; 2000 мм/мин
При продольном перемещении вращается винт XVII посредством зуб-
чатого колеса z = 26, а поперечное перемещение осуществляется враще-
нием гайки ходового винта XII.
Электродвигатель поперечного перемещения можно включать только
после поворота крана золотника З3 в позицию «отжим»; масло подается
в бесштоковые полости гидроцилиндров зажима салазок и происходит от-
жим, По освобождении салазок срабатывает конечный выключатель КВ2,
подготовляющий цепь включения электродвигателя поперечных перемеще-
ний. На валах IX и XV сидят предохранительные муфты ПМ1 и /7Л42.
ФРЕЗЕ PH ЫВ СТАНКИ ОЬЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
155
Ручные продольные и поперечные перемещения можно производить
независимо от автоматического, поскольку при продольном перемещении
стола вручную вращение от маховичка 2 передается через передачи
75 2	1
бб ’ 40 Тб на гайку ходового винта XV77, а при поперечном перемеще-
нии — от маховичка 3 через передачи —	на ходовой винт XII.
Реле давления РДг гидравлической системы управления выключает
электродвигатель привода шпинделя при падении давления масла в гидро-
системе управления ниже 15—16 бар.
В качестве рабочей среды в гидросистеме управления используется
масло «индустриальное 20».
Для централизованной смазки станка предусмотрена отдельная гидро-
система, в которую входит насос Н2, предохранительный клапан К3,
фильтр Ф2 и реле давления РД2. Последнее допускает включение враще-
ния шпинделя только при достаточном давлении в системе смазки. Для
смазки используется масло «индустриальное 45».
Бесконсольно-фрезерные станки широко используются для скоростного
фрезерования плоскостей на заготовках корпусных деталей с большим
припуском на обработку. Они могут настраиваться на автоматический
цикл: рабочая подача—быстрый обратный ход—стоп. В некоторых стан-
ках этого типа при обратном ходе стола фреза автоматически отводится от
обработанной поверхности, чтобы не повредить ее.
Продольно-фрезерные станки
В продольно-фрезерных станках стол может перемещаться только
в одном — продольном направлении. Вертикальное и поперечное переме-
щения получают шпиндельные бабки и шпиндели.
Продольно - фрезерные
станки строят одностоеч-
ными (фиг, I, 152) и двух-
стоечными (фиг. I, 153)
с размерами стола от
320 X 1000 мм (мод. 6303)
до 3600 X 12000 мм (мод.
6682, см. табл. I, 23).
На каждой стойке рас-
полагаются шпиндельные
бабки с горизонтальными
шпинделями, а в некото-
рых моделях — еще и тра-
верса (поперечина), на ко-
торой монтируются шпин-
дельные бабки с верти-
кальными шпинделями.
При наладке станка
шпиндельные бабки с гори-
Фиг. I, 152. Одностоечный продольно-фрезерный ста-
нок мод. 6641
1 — станина; 3 — стойка; 4 — шпиндельная бабка; 5 — тра-
верса (поперечина).
зонтальными шпинделями
можно перемещать по стой-
кам вверх и вниз, шпин-
дельные бабки с верти-
кальными шпинделями — влево и вправо по траверсе, а вверх и вниз
вместе с ней. Все эти движения производятся механически. Кроме того,
каждый шпиндель может выдвигаться из бабки, а сама шпиндельная
156
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
бабка во многих моделях продольно-фрезерных станков может повора-
чиваться в одну и другую сторону от своего среднего положения на
угол до 30°.
На продольно-фрезерных станках обрабатывают как цилиндрическими
так и торцовыми фрезами; эти станки используются для обработки гори-
Фиг. I, 153. Двухстоечный продольно-фрезерный станок с двумя вертикальными и двумя
горизонтальными шпинделями:
1 — станина; 2 — стол; 3 — шпиндельная бабка; 4 — траверса (поперечина); 5 — стойка. 6 — попе-
речная балка, соединяющая стойки.
зонтальных и вертикальных плоскостей разнообразных деталей (главным
образом, в серийном и массовом производстве).
На фиг. I, 154 показана кинематическая схема двухстоечного продоль-
но-фрезерного станка мод. 6605 без траверсы, имеющего две бабки с гори-
зонтальными шпинделями.
Шпиндели станка получают 16 скоростей вращения по схеме: электро-
23 26
двигатель Dt(N — 7 кет, п = 1460 об/мин)—зубчатые передачи gj • —
26	30
двойной блок, дающий два переключения или между валами III
D
C
z/
a
115

125
Фиг. I, 154. Кинематическая схема двухсто-
ечного продольно-фрезерного станка мод.
6605.



lz^nZ«4?
НВ®
► - --D
-Z25
So
о -
23012&230Ц237^^37
133л
126, 233 1311.233 г?$ _!
W
-  1У p

*
237
Q
a
s
m
p
ZZ53
а ю|а
p|a
. IX 150
Ub
Тахогенератор
/МЕШ?
M,
N-ЗЛкбт
Пр- 21 - 1600об/мин
n$t -2390 об/мин
I1, >2 5,12мм
114
-±riw w \w
t и /

EZ
S
I
М=7кбт
151 n=1460 об/мин

Ц
.	/И=Л2^/77
пр=7600 об/мин
|д| п§А-29 00 об/мин
Т(ш гене-
ратор
2Г _Ш
V /2d
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
158
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
и IV—двойной блок на валу IV, передающий движение на вал V посредст-
вом пары -Ц- или ~ —двойной блок или между валами V и VI.
С вала VI вращение передается через вал VII на вал VIII посредством
26 23	40 47
зубчатых передач илизз*бб*
Продольные перемещения стол получает через червячно-реечный при-
вод при включенной электромагнитной муфте М± рабочего хода от электро-
двигателя постоянного тока D2, числа оборотов которого можно бесступен-
чато изменять в пределах 21. . .1600 об/мин. В соответствии с этим скоро-
сти рабочей подачи можно настраивать в пределах
/г>1 1слл\ 26 80 20 46 17 15 24 ос- . п /|П	/
(21 . . . 16°°),8о’5о’4б-5о’бз,45,24,25»12^ (10 . . . 750) мм/мин.
Быстрые перемещения стола осуществляются от того же электродвига-
теля при 2390 об/мин по более короткой кинематической цепи, при выклю-
чении муфты Mi и включении электромагнитной муфты быстрых ходов ТИ2
s6 x = 2390-~gJ-§Л.^-25,12 = 4500 мм/мин.
°*х	80 50 46 45 24
Вертикальные перемещения шпиндельные бабки получают от электро-
двигателя постоянного тока D3 со скоростью
se = (1600; 2500)4?-i-Sr 12 = 768; 1200 мм/мин
4<5 Zo Zt)
Муфты 7И3 и ТИ4 служат для предохранения соответствующих кинемати-
ческих цепей от перегрузок.	>
Карусельно-фрезерные станки
В карусельно-фрезерных станках рабочий стол может получать лишь
круговую рабочую подачу. При настройке станка стол можно переме-
щать вдоль направляющих станины в направлении стойки станка,
а шпиндельные бабки — вверх и вниз по вертикальным направляющим
стойки. Кроме того, шпиндель может выдвигаться из шпиндельной бабки.
Карусельно-фрезерные станки выпускаются в Советском Союзе со сто-
лом диаметром от 750 до 2000 мм; они могут иметь горизонтальные или
вертикальные шпиндели (см. табл. I, 23). Наибольшее распространение
получили станки этого типа с одним или несколькими (двумя-тремя)
вертикальными шпинделями, один из которых предназначается для чисто-
вой обработки. Специальные карусельно-фрезерные станки могут иметь
и большее число шпинделей. Строятся также двусторонние карусельно-
фрезерные станки с двумя стойками.
Заготовки, обрабатываемые на карусельно-фрезерных станках, закреп-
ляются в приспособлениях на вращающемся столе и проходят под одной
или несколькими фрезами в зависимости от конструкции станка. Заготовки
устанавливают и снимают без остановки стола, и фрезерование ведется
непрерывно. Производительность таких станков велика, и они приме-
няются преимущественно в массовом производстве. Однако, если устанав-
ливать на столе станка по нескольку различных приспособлений, их можно
с успехом использовать в серийном производстве для обработки одновре-
менно нескольких разных заготовок или различных поверхностей одной
заготовки.
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
159
На фиг. I, 155 показан двухшпиндельный карусельно-фрезерный
станок. Его основные части: станина /; круглый стол 3 с салазками 2;
стойка 4; шпиндельная бабка 5 с приводом. Оба шпинделя приводятся
во вращение от одного электродвигателя, но могут настраиваться
на различные числа оборотов: правый шпиндель, предназначенный
для черновых операций —
в пределах 40—250 об/мин,
левый, предназначенный для
чистовой операции — в пре-
делах 63—400 об/мин. Кару-
сельно-фрезерные станки бы-
вают часто унифицированы
с бесконсольно-фрезерными.
Круговую подачу стол
получает от отдельного элек-
тродвигателя через коробку
подач со сменными зубчаты-
ми колесами, числа зубьев
которых определяются из
„соотношения
sKV = n3inD мм/мин,
где п9—число оборотов элек-
тродвигателя в ми-
нуту;
i—передаточное отно-
шение кинематиче-
ской цепи от электро-
двигателя до стола;
D — расчетный диаметр
стола в мм; за D при-
нимается либо на-
ружный диаметр сто-,
ла, либо 1/2 или 2/3
этого диаметра.
Фиг. I, 155. Двухшпиндельный карусельно-фрезер-
ный станок мод. 6А23.
§ 3. УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
1. Фрезерование различных, канавок, впадин и т. п., которые должны
быть расположены по окружности равномерно или, реже, неравномерно,
параллельно оси детали или под углом [например, при фрезеровании
сверл, разверток, фрез, зубчатых (шлицевых) валиков, зубчатых колес и
т. п. ], производится с помощью делительных головок.
Различают делительные головки универсальные (лимбовые или безлим-
бовые), оптические головки для непосредственного деления.
Головками для непосредственного деления пользуются для деления
окружности на небольшое число частей (фиг. I, 156). Головка этого типа
имеет диск с определенным количеством фиксирующих канавок или от-
верстий, закрепленный на шпинделе головки. Диски могут быть смен-
ными. Повороты шпинделя вместе с делительным диском произво-
дятся вручную. Такие головки могут быть с горизонтальным или
вертикальным шпинделем, с одним или с несколькими шпинделями.
160
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Многошпиндельные головки применяются для одновременного деления
нескольких деталей.
Оптические делительные головки (фиг. I, 157) применяют для точного
отсчета углов при изготовлении разнообразных деталей, а также для нане-
Фиг. I, 156. Делительная головка для непосред-
ственного деления.
сения круговых шкал.
В оптических головках
предусмотрена возможность
непосредственного деления.
Для этого однозаходный чер-
вяк 9 поворотом эксцентри-
ковой втулки 8 выводят из
зацепления с червячным ко-
лесом 7, имеющим 40 зубьев.
После этого шпиндель 6 по-
ворачивают непосредственно
вручную, а угол поворота
отсчитывают по шкале закре-
пленного на шпинделе дис-
ка 5, на котором нанесены
градусные деления.
Для точного отсчета червяк вводят в зацепление с червячным колесом.
Поворот шпинделя производят с помощью маховичков предварительной 10
и точной 11 установки его, а отсчет угла поворота шпинделя — при по-
мощи оптической системы, обеспечивающей точность отсчета до 20",
Фиг. I, 157. Оптическая делительная головка.
Оптическая система имеет лампочку освещения 2; отражающую пластину 3,
на которой нанесена шкала с 60 делениями для отсчета минут; стеклянный
диск 4, имеющий 360 делений для отсчета градусов, и микроскоп /.
Шпиндель головки можно установить наклонно или вертикально
с точностью до 6' и закрепить его рукояткой 12.
Универсальные делительные головки (фиг. I, 158) в зависимости от
сложности требуемого деления и вида выполняемой работы допускают
следующие способы настройки: для непосредственного деления, для про-
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
161
стого деления, для дифференциального деления и для нарезания винтовых
канавок.
Настройка универсальных делительных го-
ловок для непосредственного деления произво-
дится так же, как оптических головок, т. е. червяк выводят из зацепления
с червячным колесом, и деление осуществляется непосредственно пово-
ротом вручную заготовки детали или шпинделя, каждый раз — на тре-
буемую часть окружности. Отсчет ведут с помощью закрепленного на
шпинделе диска, на котором имеются либо фиксирующие отверстия,
либо шкала с делениями в градусах.
В делительных головках современного исполнения мод. Н-135, Н-160
и Н-100 отсчет производится по градусной шкале диска непосредственного
деления и нониусу, по-
зволяющему отсчитывать
углы с точностью до 5'.
Угол поворота шпинделя
определяется в этом слу-
чае по формуле
о 360°
а = —,
Фиг. I, 158. Универсальная делительная головка:
1 — делительный диск (лимб); 2 — корпус; 3 г- шпиндель;
4 — задняя бабка; 5 — рукоятка.
где а° — угол поворота
шпинделя;
z — требуемое число
делений.
Настройка для
простого деления.
Червяк z4 вводится в за-
цепление с червячным колесом К, а делительный диск (лимб) 1 в лимбо-
вых головках (фиг. I, 159, сверху) или колесо zx дифференциала —
в безлимбовых головках (фиг. I, 159, внизу) закрепляют в неподвижном
положении. Чтобы повернуть, шпиндель на — часть окружности, надо
сообщить червяку число оборотов л', определяемое по формуле
Л' =
N
г
где N — отношение числа зубьев червячного колеса к числу заходов
червяка, называемое характеристикой головки.
В головках современного исполнения обычно N — 40, но встречаются
также головки с N = 60 или 80, или 120.
В лимбовых/ головках рукоятка 2 вращения шпинделя связана с чер-
вяком z4 зубчатыми колесами, общее передаточное отношение которых
равно 1:1. Поэтому для сообщения червяку п' оборотов необходимо
рукоятку 2 повернуть на число оборотов п = л' = В большинстве
случаев п Е, где Е — символ произвольного целого числа; поэтому
нужно подобрать такое целое число В, чтобы — В — Е
-о f.
«-V'T-	(Ь12)
11 Ачеркан 159
162
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Если Е ►> В, то можно написать
п = С + 4>	(1’13)
где С — число целых оборотов рукоятки 2;
В — число делительных отверстий выбранной окружности диска
(лимба);
А — число делений (шагов) этой окружности, на которое нужно
каждый раз поворачивать рукоятку дополнительно к С целым
оборотам ее.
Делительные головки мод. Н-135 и H-I60 имеют двусторонние дели-
тельные диски с глухими отверстиями. На одной стороне диска имеются
Фиг. I, 159. Кинематические схемы лимбовой и безлимбовой делительных головок.
окружности с числами отверстий 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30 и 31, а на другой
стороне 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49 и 54.
Для удобства отсчета числа делений А на выбранной делительной
окружности В пользуются раздвижным сектором (см. фиг. I, 158); линейки
(ножки) / и II сектора раздвигают на угол, соответствующий требуемому
числу делений, после чего кольца обеих линеек скрепляют винтом. Прежде,
чем начать операцию деления, линейку I подводят в упор к штифту (фикса-
тору) рукоятки, вставленному в одно из отверстий делительной окруж-
ности В, например в отверстие а; тогда линейка II окажется с правой
(внешней) стороны отверстия 6, в которое нужно вставить штифт рукоятки
после очередного ее поворота. Вставив штифт в это отверстие, поворачи-
вают сектор в том же направлении до соприкосновения линейки / с фикса-
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
163
тором; тогда линейка // покажет отверстие, в которое следует вставить
штифт для следующего деления, и т. д.
В безлимбовых головках (фиг. I, 159, внизу) рукоятка вращения шпин-
деля связана с червяком кинематической цепью, состоящей из дифферен-
циала и сменных колес	делительной гитары. Эту цепь настраи-
вают таким образом, чтобы требуемое число оборотов червяка (а следова-
тельно, и шпинделя головки) получалось при повороте рукоятки на целое
число оборотов, чаще всего — на один полный оборот. Следовательно,
для этой кинематической цепи должно выполняться следующее соот-
ношение:
, ас..
П П ~~b 1диф1>
где	п — число оборотов рукоятки;
а, &, с, d — числа зубьев сменных колес делительной гитары;
^диФ — передаточное отношение дифференциала (при закреп-
ленном колесе 1диф = 2);
i — передаточное отношение между дифференциалом и чер-
вяком (i = 1).
Отсюда, после подстановки л' = -у- получим формулу настройки де-
лительной гитары при простом делении
а	с   N
b	d ~ 2гп *
(I. 14)
Кроме рассмотренного способа простого деления существует и другой:
деление производят не последовательно, а с некоторым постоянным про-
пуском, т. е. шпиндель головки поворачивают после каждого деления
на часть окружности, вместо -у- части. При этом число пропусков р
не должно иметь общих множителей с заданным числом z. Этим способом
пользуются особенно в тех случаях, когда не удается настроить головку
описанным выше способом, ц в этом случае он будет единственным спо-
собом деления во время нарезания винтовых канавок или когда шпиндель
головки должен быть установлен наклонно, например при нарезании кони-
ческого зубчатого колеса.
Если не удается выполнить условие (I, 12) для лимбовых головок из-за
отсутствия делительной окружности с нужным числом отверстий В, то
выбирают любой ряд с возможно большим числом В' делительных отвер-
стий и подбирают число р (не кратное z) таким образом, чтобы числитель
отношения
N К'п
~'в Р	А
пР =...
(1,15)
был возможно ближе к целому числу, до которого его округляют. Далее
полученное отношение преобразуют, как было указано выше, по соотно-
шению (I, 13).
При настройке безлимбовых головок для простого деления с пропуском
варьируют числа р и п, подбирая такое передаточное отношение гитары
деления 1гит, которое возможно мало отличалось бы от требуемого
Np а с __ .
2^^ Ь
(I, 16)
11*
164
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Погрешность, накопленная на последнем шаге деления заготовки
детали радиусом R в результате указанного округления, определяется
выражениями:
для лимбовых головок
/ пр N \ 2nRz
\Т г
(I, 17)
для безлимбовых головок
/V \ 2xRz
z ) N *
^п^гит
Р
Д =
(I, 18)
Погрешность Д может быть положительной или отрицательной.
Дифференциальное деление применяется тогда, когда
ни непосредственным, ни простым делением невозможно произвести
требуемое деление, а метод приближенного простого деления не обеспе-
чивает необходимую точность деления.
При этом способе деления червяк головки должен быть введен в за-
цепление с червячным колесом, а делительный диск 1 — в лимбовых
головках или колесо zr дифференциала — в безлимбовых должен быть
связан со шпинделем головки кинематической цепью, в состав которой
входит дифференциальная гитара со сменными колесами а, 6, с, d в лимбо-
вых головках (фиг. I, 159, б сверху) и а2, b2f с2, d2 в безлимбовых
(фиг. I, 159, б внизу). Так как шпиндель головки связан при этом смен-
ными зубчатыми колесами с валиком привода головки, то дифферен-
циальное деление возможно только при горизонтальном положении ее
шпинделя.
Особенность дифференциального деления заключается в том, что не-
обходимый поворот заготовки происходит в результате вращения не только
рукоятки привода, но и делительного диска 1 или колеса дифференциала zr
(фиг. I, 159, б).
Число оборотов рукоятки привода головки настраивают так же, как
при простом делении (I, 13) и (I, 14), но не на требуемое число делений г,
а на такое более или менее близкое к нему число делений zx, которое
позволяет подобрать нужную для деления на zx окружнрсть отверстий
среди имеющихся на диске лимбовой головки или сменные колеса для
гитары деления безлимбовой головки. Погрешность такой настройки ком-
пенсируется настройкой дифференциальной гитары, передаточное отноше-
ние г которой (для головок обоих видов) определяется по формуле
N , ч
1д. г — z
zx
Передаточное отношение может быть положительным или отри-
цательным. Если г положительно, то направление вращения делитель-
ного диска лимбовой головки должно совпадать с направлением вращения i
рукоятки (по часовой стрелке), а колесо zx дифференциала безлимбовой
головки должно вращаться в противоположном направлении. При отри-
цательном 1д. г и вращении рукоятки по часовой стрелке диск должен
вращаться в противоположном направлении, а колесо zt — в том же
направлении, что и рукоятка, т. е. по часовой стрелке. Должное направ-
ление вращения обеспечивается включением в дифференциальную гитару
паразитных колес.
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
165
К делительным головкам мод. Н-135 и Н-160 прилагаются сменные
зубчатые колеса с числами зубьев: 25, 25, 30, 35, 40, 50, 55, 60, 70, 80,
90 и 100.
Настройка универсальных делительных го-
ловок для фрезерования винтовых канавок про-
изводится: настройкой (методом простого деления) головки для деления
на число заходов нарезаемой винтовой канавки; настройкой винторезной
гитары и поворотом рабочего стола станка на угол, равный углу наклона
винтовой линии канавки, для совмещения средней плоскости дисковой
фрезы с направлением винтовой канавки. При работе концевой фрезой
поворачивать стол нет надобности.
Винтовое движение заготовки, необходимое для фрезерования канавки,
состоит из двух простых движений — вращения заготовки вокруг соб-
ственной оси и перемещения ее вдоль этой оси. Отношение скоростей этих
движений должно быть таким, чтобы за один оборот заготовки она пере-
местилась вдоль оси на длину, равную шагу фрезеруемой канавки. Это
отношение получается настройкой кинематической цепи, связывающей
ходовой винт продольного перемещения стола со шпинделем делительной
головки. В лимбовых головках эта цепь осуществляется по схеме (см.
фиг. 159, в): ходовой винт tx— винторезная гитара =	----по-
стоянные конические и цилиндрические зубчатые передачи с i = 1 —
делительный диск 1 — рукоятка 2 — червячная передача	--
шпиндель, а в безлимбовых головках — по схеме: ходовой винт tx —
винторезная гитара У=='^’^-----цилиндрическая зубчатая передача
с i = 1 — передача коническими колесами	=1 — цилиндри-
г1 Z2 г3
ческая пара с t = 1 — червячная передача ---шпиндель.
Из уравнений кинематического баланса этих цепей получается фор-
мула настройки винторезной гитары, одинаковая для делительных голо-
вок обоих типов
y = N^~,	(1,19)
где tp — шаг винтовой линии нарезаемой канавки;
tx — шаг продольного ходового винта станка.
Если винтовая линия задается углом наклона £ и диаметром D ци-
линдра, к которому относится этот угол, то шаг винтовой линии подсчи-
тывается по формуле
. _ nD
р~ W
Для нарезания канавки дисковой фрезой стол станка следует по-
вернуть, как указывалось выше, на угол £, определяемый соотношением
Р = arctg-i—.
1Р
2. Для фрезерования на заготовке граней, расположенных под задан-
ными углами друг к другу, а также для непрерывного фрезерования с кру-
говой подачей применяют круглые поворотные столы.
166
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Круглые столы, применяемые для деления (фиг. I, 160), имеют меха-
низмы для фиксирования и закрепления стола. Поворот стола производят
при помощи рукоятки через червячную передачу, а отсчет угла поворота —
либо непосредственно по круговой шкале стола на его периферии, либо
с помощью делительного диска по методу простого деления (фиг. I, 160, а).
Число п поворотов рукоятки определяется по формуле
п =
z
где Nc — характеристика стола (отношение числа зубьев червячного
колеса к числу заходов червяка);
z — необходимое число делений.
Если поворот стола производится по заданному углу между обрабаты-
ваемыми плоскостями, то число оборотов рукоятки определяется по
формуле
_ (180° —
1	360°	’
где р — угол между обрабатываемыми плоскостями в град.
Круглые столы, применяемые для непрерывного фрезерования, полу-
чают движение либо от привода коробки подач через ходовой валик про-
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
167
дольного стола (если такой стол имеется) (фиг. I, 160, б), либо от самостоя-
тельного электропривода через коробку подач (фиг. I, 160, в). При фрезе-
ровании с непрерывной подачей обработка
сельно-фрезерных станках.
3. Вертикально-фрезерные головки (фиг,
I, 161) применяют на продольных, гори-
зонтальных и универсальных станках для
фрезерования поверхностей в самых раз-
личных положениях. Головку крепят
к направляющим хобота и приводят во
вращение шпинделем станка. Шпиндель
головки может поворачиваться вокруг
оси у на 90° и вокруг оси х на 45°, в ка-
ждую сторону от вертикального положе-
ния. Такую головку применяют при фре-
зеровании различных канавок, ручьев
штампов и других подобных работ при
отсутствии широкоуниверсального фре-
зерного станка.
4. Универсальную головку для фрезеро-
вания винтовых канавок (фиг. I, 162) при-
меняют при работе на горизонтальных
станках дисковыми фрезами, а также при
нарезании винтовых канавок с большим
ведется так же, как на кару-
углом наклона на универсальных фрезер-
ных станках. Головка допускает поворот Фиг. I, 161. Вертикально-фрезер-
оси шпинделя вокруг горизонтальной и	ная головка‘
вертикальной осей на угол, требуемый
для выполнения заданной работы. Возможности горизонтального
фрезерного станка при использовании такой головки расширяются до
возможностей универсального, а при установке такой головки на уни-
Фиг. I, 162. Универсальная головка
для фрезерования винтовых канавок.
Фиг. 1, 163. Долбежная головка.
версальном фрезерном станке можно фрезеровать винтовые канавки
с углом наклона больше 45°, на таких, например, деталях как червяки,
винты и т. д.
5. Долбежную головку используют для долбления шпоночных пазов
и фасонных поверхностей при отсутствии долбежного станка. Долбежную
168
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
головку (фиг. I, 163) устанавливают на горизонтальном шпинделе фрезер-
ного станка и ее корпус закрепляют на станине или шпиндельной бабке.
Механизм долбежной головки преобразует вращательное движение шпин-
деля станка в возвратно-поступательное движение салазок (ползуна)
с закрепленным на них резцом. Салазки допускают установку под любым
углом в пределах 360°.
§ 4. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Специализированные фрезерные станки предназначены для обработки
однотипных деталей различными фрезами. Они допускают переналадку
на рациональную обработку заготовок деталей с одного типа размера
на другой и применяются преимущественно в серийном и крупносерийном
производстве.
Среди специализированных фрезерных станков наибольшее распро-
странение получили станки: а) копировально-фрезерные; б) шпоночно-
фрезерные; в) фрезерно-отрезные; г) барабанно-фрезерные; д) фрезерно-
обточные; е) резьбофрезерные (см. раздел III, стр. 519); ж) зубофрезер-
ные (см. стр. 264 и раздел III, стр. 529—545); з) фрезерные станки с про-
граммным управлением (см. раздел VI).
Копировально-фрезерные станки
Для изготовления деталей сложной формы, таких, например, как вы-
рубные и гибочные штампы, металлические модели отливок, кокили,
пресс-формы, лопасти гребных винтов и турбинных лопаток, применяют
копировально-фрезерные станки. Эти станки выпускают на базе фрезер-
ных станков общего назначения и в качестве специальных моделей, пред-
назначенных для обработки заготовок деталей определенных типов;
станки могут иметь один или несколько (два-три) горизонтальных или
вертикальных шпинделей. На многошпиндельных копировально-фрезер-
ных станках можно обрабатывать несколько одинаковых или «зеркально-
отраженных» деталей. Для расширения технологических возможностей
изготовляют также станки, которые могут работать не только, как копиро-
вальные, но и как станки с программным управлением (фиг. I, 164).
Тяжелые копировально-фрезерные станки оснащают иногда телеви-
зионными установками для наблюдения за процессом обработки и управ-
ления ими с удобного для оператора места.
В системах управления современных копировально-фрезерных станков
находят применение механические, < электромеханические и гидравли-
ческие следящие системы в различных комбинациях. Механические сле-
дящие системы используют в небольших копировально-фрезерных стан-
ках для гравировальных работ или для фрезерования по копирам сложных
поверхностей мелких деталей, точность обработки которых ограничивается
пределами отклонений 0,1—0,2 мм.
На фиг. I, 165 показан копировально-фрезерный станок с пантографом
для объемного копирования. На станине 9 закреплена стойка 3 с осью
поворота 4 пантографа 6. Шпиндель 2 фрезерной головки и копироваль-
ный шпиндель 7, несущий щуп, вращаются в расточках пантографа и
связаны рычагом 5. Рычаг 5 соединен с осью поворота 4 пантографа так,
что может поворачиваться вокруг горизонтальной и вертикальной осей
и свободно перемещаться в продольном направлении. Тем самым он
координирует вертикальные перемещения фрезерного шпинделя 2 в зави-
симости от вертикальных перемещений щупа. Рабочий вручную переме-
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
169
щает щуп по копиру, закрепленному на столе S; при этом фреза воспроиз-
водит в уменьшенном (от 1 : 1,5 до 1 : 10) масштабе движения щупа и
обрабатывает заготовку, закрепленную на столе 1. Изменение масштаба
копирования достигается перемещением ползушек 10 и 11 по плечам
пантографа. Рабочий стол 1 и стол 8 копира имеют установочные пере-
мещения в горизонтальном и вертикальном направлениях. Шпиндель
станка получает вращение от электродвигателя (N = 0,4 кет, п =
= 1480 об/мин) через две ступен-
чатые ременные передачи, обеспе-
чивающие шесть ступеней скоро-
сти шпинделя в диапазоне 1750—
9600 об/мин.
В копировально-фрезерных
станках с механическими следя-
щими системами должен быть
обеспечен надежный контакт щупа
с копиром; зазоры и упругие де-
формации в системе, варьирова-
ние силы резания и изменение се-
чения стружки при обработке мо-
гут вызвать нарушение контакта
или вибрацию и появление ряби
на обрабатываемой поверхности.
В копировально-фрезерных
станках с электрической или ги-
дравлической следящей системой
сила резания не влияет на силу
контакта щупа с копиром. Это
позволяет уменьшить силу давле-
ния на копир до 1—6 я. Имеются
и бесконтактные электронные сле-
дящие системы, которые позво-
ляют фрезеровать профилы непо-
средственно по чертежу или по
Фиг. 164. Двухшпиндельный вертикальный
копировально-фрезерный станок мод. ДФ-263,
имеющий узел программного управления от
перфорированной ленты.
копирам и моделям, выполненным
из самых мягких материалов.
На фиг. I, 166 показана кине-
матическая схема электрокопиро-
вального фрезерного полуавто-
мата мод. 6441 Б. По направляющим станины 1 в продольном напра-
влении перемещается стол 2. Скорость продольного перемещения стола
при помощи электродвигателя Dnp постоянного тока (Af = 0,37 кет,
п = 85-ь1085 об/мин) может меняться бесступенчато в пределах
vn„ = (85... 1085)~’4!--41-6-2^25.. .315 мм/мин.
ц	' DO DO DO
На столе установлены стойки 3 и 4. Нижняя стойка 3 предназначена
для крепления заготовки, верхняя 4 — для крепления копира.
Концевая фреза 13 имеет 18 ступеней чисел оборотов, от 63 до 3150
в минуту, которые сообщаются ей от двухскоростного электродвигателя Dx
через девятиступенчатую коробку скоростей, смонтированную в шпин-
дельной бабке 12. Последняя расположена на траверсе 11, которая может
170
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
1600
Фиг. I, 165. Копировально-фрезерный станок с пантографом
для объемного копирования.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
171
перемещаться вертикально по направляющим стойки 10. Это перемещение
сообщается ей от электродвигателя постоянного тока De со скоростью
о, = (85... 1085).#-й--#-6-2%25 ... 315 мм/мин.
e v	' 56 58 71
Шпиндельная бабка 12 и жестко скрепленный с ней корпус копиро-
вального прибора 6 могут перемещаться, кроме того, по траверсе вдоль
оси шпинделя от электродвигателя постоянного тока Dnon со скоростью
v„on = (85 . .. 1085)-^--1^25. . .315 мм!мин.
Во время работы станка, когда стол 2 перемещается в продольном на-
правлении, щуп 5, прижимаемый к копиру пружиной, перемещается
Фиг. I, 166. Кинематическая схема электрокопировального фрезерного полуавтомата
мод. 6441 Б.
в соответствии с профилем копира в поперечном направлении и вызывает
изменения воздушного зазора между якорем 8 и сердечниками катушек 7
и 9. При этом изменяются индуктивные токи в этих катушках, а возникаю-
щие электрические сигналы после тысячекратного усиления и выпрямле-
ния используются для приведения в действие электродвигателя Dnont
172
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
который обеспечивает следящее движение шпиндельной бабки в зави-
симости от перемещений щупа 5.
После того, как щуп пройдет всю длину копира, шпиндельная бабка 12
вместе с фрезой 13 и щупом 5 переместится в вертикальном направлении
на ширину снятого слоя металла, и столу станка автоматически сооб-
щится движение в обратном направлении. Эти движения повторяются
до тех пор, пока щуп не обойдет всю поверхность копира.
На фиг. I, 167 приведена одна из простейших гидравлических схем
следящей системы копировально-фрезерного станка. Принцип ее работы
Фиг. I, 167. Принципиальная схема гидравлической следящей
системы копировально-фрезерного станка.
заключается в следующем. Во время продольного перемещения стола 7,
на котором закреплены заготовка 2 и копир 4, щуп 3 гидравлического ко-
пировального устройства совершает вертикальные перемещения в соот-
ветствии с профилем копира.
При перемещении щупа вниз под действием пружины 6 открываются
щели b и d следящего золотника 5. В результате этого масло от насоса Н
поступает через щель Ь золотника в бесштоковую полость рабочего гидро-
цилиндра. Под давлением масла в этой полости поршень вместе со штоком,
шпиндельной бабкой 7 и корпусом следящего золотника 5 опускается
вниз, вытесняя масло из штоковой: полости гидроцилиндра через щель d
в бак. Шпиндельная бабка будет перемещаться вниз до тех пор, пока
щели b и d не перекроются корпусом следящего золотника. Клапан К
предохраняет насос от перегрузки.
При перемещении щупа вверх открываются щели а и с следящего
золотника, масло от насоса // поступает через щель а в штоковую полость
рабочего гидроцилиндра, а из бесштоковой полости масло вытесняется
через щель с в бак. Поршень вместе со шпиндельной бабкой и корпусом
следящего золотника перемещается вверх до тех пор, пока щели а и с
вновь не перекроются корпусом золотника.
Таким образом силовой цилиндр, жестко связанный со шпиндельной
бабкой, следит за перемещениями щупа следящего золотника. Точность
такого слежения может быть очень высокой, порядка 0,01—0,02 мм.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕ PH ЫЕ СТАНКИ
173
Шпоночно-фрезерные станки
Ось крепления
фрезы
б)
Фиг. I, 168. Способы
фрезерования шпоночных
——5
Осциллирующее
движение фрезы
г)
Шпоночнофрезерные станки предназначены для фрезерования шпоноч-
ных пазов в различных валах. Существуют шпоночнофрезерные станки,
размер паза на которых обеспечивается размером инструмента.
Такие станки обычно работают по одному из следующих циклов:
1) врезание фрезы на полную глубину паза с последующей продольной
подачей ее на длину паза (фиг. I, 168, а); 2) работа по маятниковому
циклу, т. е. многократное быстрое возвратно-поступательное продольное
движение фрезы на длину паза с врезанием в конце каждого хода на не-
большую часть его глубины (фиг. I, 168, б). В первом случае производи-
тельность станка выше; при работе по второму способу достигается стой-
кость инструмента значительно больше, что для станков этого типа осо-
бенно важно, так как после
переточки фрезы ее диаметр
уменьшается, и она становится
непригодной для изготовления
пазов точной ширины.
Шпоночнофрезерные станки,
работающие немерным инстру-
ментом, позволяют получать
точные по ширине шпоночные
пазы независимо от фактиче-
ского диаметра фрезы. ТЪкие
станки работают по первому
способу, но фреза устанавли-
вается в них либо эксцентрично
относительно оси шпинделя
(фиг. I, 168, в), либо совершает
дополнительное осциллирующее
Ось вращения
шпинделя в)
Траектория оси
шпинделя
движение в поперечном напра-
влении (фиг. I, 168, г).
По расположению шпинделей
пазов.
и их числу шпоночнофрезерные станки
подразделяются на горизонтальные и вертикальные, одношпиндельные
и многошпиндельные.
На фиг. I, 169 показан вертикальный двухшпиндельный шпоночно-
фрезерный станок мод. ДФ-82Д, работающий мерным инструментом
по маятниковому циклу. Станок имеет две шпиндельные бабки /, ста-
нину 4, консоль 3, которую при наладке можно вручную перемещать вер-
тикально на 300 мм, стол '2, перемещаемый в поперечном направлении
вручную.
На этом станке можно фрезеровать одновременно два шпоночных
паза шириной от 3 до 20 и длиной до 300 мм. В конце каждого продоль-
ного хода происходит врезание на* глубину не более чем на 0,6 мм при
скорости продольной подачи в пределах 450—1200 мм/мин. Благодаря
небольшой глубине резания стойкость фрезы очень велика, и она редко
выходит из строя, обеспечивая высокую точность и чистоту обработки.
Обе шпиндельные бабки станка идентичны; каждая имеет самостоя-
тельный гидравлический привод, обеспечивающий продольную подачу
и подачу шпинделя на врезание. Шпиндель имеет 12 ступеней скорости
вращения от 270 до 3380 об/мин. Он приводится от двухскоростного элек-
тродвигателя Dr через трех ступенчатую клиноременную передачу со смен-
ными шкивами (фиг. I, 170). Этот же электродвигатель приводит во вра-
щение и насос Н гидравлического привода. Масло от насоса Н через
174
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
фильтр Ф поступает к вспомогательному золотнику Зх, управляющему
золотником 32. Перекладка золотника Зг производится в конце каж-
дого хода механическими упорами. Одновременно масло от насоса Н
поступает через дроссель Д± в штоковую полость гидроцилиндра Цп
продольных подач. В зависимости от положения золотника 32 гидро-
цилиндр Цп движется вправо или влево. При движении вправо бесштоко-
вая полость гидроцилиндра Цп соединяется через золотник 32 с баком,
Фиг. I, 169. Вертикальный двухшпиндельный шпоночнофрезерный станок
мод. ДФ-82Д.
а при движении влево — со штоковой полостью. В последнем случае
гидроцилиндр Цп работает по дифференциальной схеме (см. раздел IV,
стр. 665). Скорость продольных подач настраивается дросселем Дг бес-
ступенчато в диапазоне 450 . . . 1200 мм/мин.
Вертикальное перемещение пиноли шпинделя может осуществляться
либо вручную, посредством квадрата M.lt вращение которого через чер-
вячную пару — передается реечному колесу z3, перемещающему пиноль
^2
шпинделя; либо с помощью гидроцилиндра Цв, поршень которого, сообщая
осевое перемещение червяку zlt приводит во вращение червячное ко-
лесо z2.
Периодическая вертикальная подача в конце каждого продольного
хода шпиндельной бабки сообщается фрезе при порционном (дозирован-
ном) выпуске масла из штоковой полости гидроцилиндра Цв. При сред-
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
175
нем положении крана З3 масло от насоса Н через фильтр Ф и кран З3
поступает в бесштоковую полость гидроцилиндра Цб. Из штоковой
полости масло выдавливается через золотник 34 в цилиндр-дозатор
со свободно плавающим поршнем, ход которого можно изменять с по-
мощью маховичка Л12. Одна из полостей дозатора соединена посред-
ством золотника 34 с баком, другая — со штоковой полостью гидро-
цилиндра Цв. В момент реверсирования при переключении золотника 319
кроме золотника 32, перекладывается из одной позиции в другую также
золотник 34, соединяющий незаполненную полость дозатора со штоковой
полостью гидроцилиндра Цв, а заполненную — с баком. В результате
этого в бак вытесняется объем масла
где d — диаметр цилиндрагдозатора;
I — ход поршня (дозатора).
Благодаря этому поршень гидроцилиндра Цв переместится на величину
I	4V - d2 l
-d2\	D*-d2	’
\	UlJ	tu
где D и dM — соответственно диаметры гидроцилиндра Цв и его'поршне-
вого штока.
Пиноль опускается при этом на глубину Зе, равную
„ _	1<Рт3г3
где /и2 и т3 — соответственно модули червячного и реечного зубчатых
колес;
z2 и z3 — числа их зубьев.
176
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Величину Se можно настраивать с помощью маховичка М2 в пределах
0,05—0,6 мм.
Периодическая подача прекращается после того, как торец червяка
достигнет упора У.
При переключении крана З3 в позицию «быстрый подъем» поршень
гидроцилиндра Цв возвращается в исходное положение. Быстрое опуска-
ние пиноли шпинделя в пределах установленной глубины Se производит-
ся переключением крана З3 в позицию «быстрое опускание».
Фрезерно-отрезные станки
Фиг. I, 171. Фрезерно-отрезной станок.
Фрезерно-отрезные станки (круглые пилы) предназначены для резания
проката различных профилей. Эти станки работают круглыми (дисковыми)
пилами диаметром 350—2000 и шириной 4—12 мм (фиг. I, 171). Вращение
пилы (главное движение) сообщается от электродвигателя через механи-
ческую коробку скоростей, а непрерывное вертикальное или горизонталь-
ное движение подачи — от
гидравлического привода, ко-
торый используется также
для зажима разрезаемого
материала. Г идравлический
привод облегчает осущест-
вление полуавтоматического
или автоматического цикла
работы станка и его на-
стройку.
На фиг. I, 172 дана
гидрокинематическая схема
фрезерно-отрезного автомата
мод. 8А631А и полуавтомата
8А631. Пила диаметром
350 мм получает шесть ско-
ростей вращения от электро-
двигателя Dt(N
через двойной
блоки коробки скоростей.
Гидравлический привод, со-
бранный из нормальной ги-
дроаппаратуры, обеспечивает
быстрый подвод, рабочий и
обратный ход шпиндельной
бабки, зажим и освобождение
заготовки, а в автомате мод. 8А631А — также захват и подачу заготовки.
При пуске станка одновременно включаются электродвигатели Dr
и D2, а также электромагнит Эм2 золотника 32. Масло от насоса Н через
фильтр Ф и правую позицию золотника 32 поступает в верхнюю полость
гидроцилиндра ЦВЗ вертикального зажима. После освобождения заго-
товки и достижения давления 25 бар масло, минуя клапан/С2, поступает
через дроссель Д2 на привод гидродвигателя ГД стружковыгружаю-
щего механизма. Если давление перед дросселем Д2, регулирующим
число оборотов гидродвигателя ГД, будет больше 12 бар, то избыток масла
сливается через клапан К3 в бак.
= 2,8 кет)
и тройной
СПЕЦИАЛИЗИРОВАНЫЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
177
При подаче команды «Захват заготовки» включаются электрома-
гниты Эм3 и Элц золотников З3 и 34. Масло через левую позицию золот-
ника З3 поступает к цилиндрам захвата заготовок ЦЗЗ, поршни которых,
сжимая пружины, захватывают заготовку. После захвата заготовки и
достижения давления 12 б включается клапан К4, соединяющий бесштоко-
вую полость цилиндра подачи заготовки ЦПЗ через правую позицию
Фиг. I, 172. Гидрокинематическая схема фрезерно-отрезного автомата мод. 8А631А
и полуавтомата мод. 8А631.
золотника 34 с насосом Н. Происходит подача заготовки. Из штоковой
полости цилиндра ЦПЗ масло через правую позицию золотника 34 сли-
вается в бак.
В конце подачи путевой выключатель ПВ3 выключает электрома-
гнит Эм3. Поршни цилиндров ЦЗЗ под действием пружин расходятся,
вытесняя масло через правую позицию золотника З3 в бак. В конце дви-
жения отвода захватов путевой выключатель /7В4 выключает электро-
магниты Эм± и Зл2 золотников 34 и 32 и одновременно включает электро-
магнит Эмх золотника Зх. При выключении электромагнита Эл4 и возвра-
щении золотника 34 в левую позицию происходит отвод каретки.
При выключении электромагнита Эм2 золотник 32 перекладывается
в позицию «зажим» и происходит зажим заготовки. После достижения
давления 17 б клапан открывается, пропуская масло в цилиндр пред-
охранительной гидромуфты ПМ и в штоковую полость цилиндра подачи
шпиндельной бабки ЦП и одновременно через позицию быстрого подвода
золотника 35, обратный клапан /<5 и левую позицию золотника Зг —
12 Ачеркан 159
178
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
в бесштоковую полость цилиндра ЦП. Последний включается по диффе-
ренциальной схеме (см. раздел IV, стр. 665), и происходит быстрый подвод
шпиндельной бабки. В конце быстрого подвода упор У переключает
золотник 35 в левую позицию. Перетекание масла из штоковой полости
шпинделя ЦП в бесштоковую будет зависеть от проходного сечения дрос-
селя Дх, определяющего скорость рабочей подачи. Во время рабочего
хода избыток масла уходит через клапан
В конце рабочего хода путевой выключатель ПВХ выключает электро-
магнит Эмг\ в результате этого бесштоковая полость цилиндра ЦП соеди-
няется с баком, и происходит быстрый отвод шпиндельной бабки. Путевой
выключатель ПВ2 в конце отвода включает электромагниты Эм2, Эм3
и Эм±, цепи которых подготовлены путем выключателем /7Вв. Происходит
освобождение и захват заготовки, а после захвата и повышения давления
выше 12 б — подача заготовки. Путевой выключатель ПВ7 выключает
станок после окончания заготовки, а путевой выключатель ПВ8 отклю-
чает станок при повышении нагрузки на диске пилы выше допустимой.
В полуавтомате мод. 8А631 механизм подачи заготовки и золотники З3
и 34 отсутствуют. Взамен золотников имеются цилиндр подъема заго-
товки Ц1У цилиндр бокового зажима заготовки 1(2 и дроссель Д3, опреде-
ляющий последовательность работы бокового и вертикального зажимов
(цилиндры Цъ Ц2 и дроссель Д3 изображены на схеме штриховыми ли-
ниями).
Барабанно-фрезерные станки
Барабанно-фрезерные станки предназначены для одновременной об-
работки двух параллельных торцовых плоскостей заготовок корпусных
деталей или торцов валов. Обрабатываемые заготовки закрепляют на гра-
нях или в гнездах медленно вращающегося барабана 4 (фиг. I, 173) диа-
метром 500—2000 мм и проходят между двумя или тремя рядами фрез;
одна пара фрез служит для чистового фрезерования. Загрузку заготовок
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
179
и выгрузку деталей производят на ходу станка автоматическим загрузоч-
ным устройством или вручную при помощи специального приспособления.
Шпиндели 3 получают вращение через механические коробки передач от
электродвигателей, расположенных либо на каждой шпиндельной бабке,
либо на каждой стойке. В последнем случае один электродвигатель при-
водит во вращение группу шпинделей, смонтированных на этой стойке.
Барабан приводится во вращение от отдельного электродвигателя 1 через
червячную передачу, расположенную в кожухе 2.
Фрезерно-обточные станки
Фрезерно-обточные станки служат для обработки тел вращения ци-
линдрическими и фасонными фрезами с зубьями, расположенными на
боковых поверхностях фрез, а также торцовыми фрезами и охватываю-
щими фрезерными головками.
Заготовки коротких фасонных деталей обрабатывают одной или двумя
фасонными фрезами, профиль которых соответствует требуемому профилю
Фиг. I, 174. Схемы работы фрезер но-обточных станков.
изготовляемой детали, с использованием, кроме главного движения —
вращения фрезы, двух движений подачи — подачи врезания и круговой
подачи sK. Подача врезания может быть тангенциальной sT или радиаль-
ной sp и осуществляется при неподвижной или медленно вращающейся
заготовке (фиг. I, 174, а). Цля полной обработки заготовки достаточно
после врезания фрезы повернуть ее на 185° при обработке двумя фрезами
и на 365° — при обработке одной фрезой.
При обработке поверхностей вращения значительной длины цилиндри-
ческими фрезами (фиг. I, 174, б), кроме движения врезания $р, фрезам
12*
180
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
после поворота заготовки на угол 185° (или 365° при односторонней
обработке) сообщается вдоль образующей тела вращения продольная
подача snp.
Когда длина продольного перемещения фрезерных головок будет со-
ответствовать заданной длине обработки, продольная подача прекра-
щается, а обработка заканчивается после того, как заготовка повернется
на угол 185° (или 365° при односторонней обработке).
При обработке заготовки с торца для врезания используется только
продольная подача.
Фрезерование тел вращения торцовыми фрезами может производиться
с продольной тангенциальной sr или радиальной sp (фиг. I, 174, в)
подачами. Во всех случаях для окончания обработки, после прекращения
подачи, заготовка должна повернуться на угол 365° (или 185° при двусто-
ронней обработке).
При фрезеровании длинных заготовок охватывающими головками,
помимо вращения головки и круговой подачи заготовки, применяется
продольная подача (фиг. I, 174, г). Короткие заготовки обрабатываются
с применением радиальной подачи (фиг. I, 174, д). Для окончания обра-
ботки охватывающей головкой заготовка после прекращения подачи
должна повернуться на угол 365—370°.
Достоинствами фрезерно-обточных станков наряду с высокой произво-
дительностью являются: большая стойкость инструмента, так как каждый
резец или зуб фрезы участвует в резании очень короткое время; получе-
ние транспортабельной стружки без дополнительных стружколомающих
устройств и приспособлений.
§ 5. КРЕПЛЕНИЕ ИНСТРУМЕНТА И ЗАГОТОВОК НА ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКАХ
Фиг. I, 175. Крепление фрезы на шпинделе фрезерного
станка:
1 — фреза; 2 — шпонка; 3 — шпиндель.
Передний конец шпинделей фрезерных станков (ГОСТ 836—62) имеет
центрирующий наружный диаметр и крутой внутренний конус с конус-
ностью 7 : 24 для лучшего центрирования хвостовиков оправок и фрез.
Вращение инструменту пе-
редается шпонками (повод-
ками), привинченными к
торцу шпинделя.
Крупные торцовые фре-
зы центрируются наруж-
ным диаметром шпинделя
и крепятся к его торцу
винтами. Вращение фре-
зам передается шпонками
шпинделя (фиг. I, 175).
Цилиндрические и ди-
сковые фрезы закрепляют
на оправке, конический
хвостовик которой затяги-
вают в конусе шпинде-
ля шомполом. Фрезерные
оправки могут быть длинными (фиг. I, 176) или короткими (концевыми).
Свободный конец длинной оправки поддерживается кронштейном хобота —
в консольно-фрезерных станках с горизонтальным шпинделем или противо-
лежащим шпинделем — в продольно-фрезерных станках с двумя горизон-
тальными шпинделями. В нужном положении свободно или на шпонку
КРЕПЛЕНИЕ ИНСТРУМЕНТА И ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ
181
посаженные фрезы закрепляют на таких оправках с помощью установоч-
ных («дистанционных») колец, которые затем затягивают гайкой.
На концевых оправках 1 крепление фрез производится в зависимости
от их конструкции посредством осевой (фиг. I, 177, а) или торцовой
(фиг. I, 177, б) шпонки 2.
Фиг. I, 176. Крепление фрезы на центровой длинной оправке:
1 — шомпол; 2 — шпиндель; 3 — оправка; 4 — фреза; 5 — подвеска (серьга) хобота;
6 — установочные кольца.
Торцовые, концевые и шпоночные фрезы с коническим хвостовиком
закрепляют шомполом либо непосредственно в конусе шпинделя, либо
при помощи переходных втулок. Фрезы с цилиндрическим хвостовиком
закрепляют при помощи патронов (фиг. I, 178).
Фиг. I, 177. Крепление фрез на концевых оправках.
Для крепления заготовок небольших размеров на фрезерных станках
общего назначения чаще всего используют неподвижные, поворотные или
универсальные тиски (фиг. I, 179), закрепляемые на столе станка. В от-
личие от неподвижных тисков губки поворотных тисков могут быть повер-
нуты вокруг вертикальной оси на нужный угол. Универсальные тиски
182
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
можно, кроме того, поворачивать вокруг горизонтальной оси на угол
до 90°. Для крепления в тисках заготовок неправильной формы приме-
няют вместо плоскопараллельных губок фасонные.
Фиг. I, 178. Патрон для закрепления фрез с цилиндриче-
ским хвостовиком.
Крупные заготовки, которые нельзя закрепить в тисках, закрепляют
непосредственно на столе станка с помощью нормальных крепежных
элементов — прихватов, подпорок, клиньев, ступенчатых опор, крепеж-
ных болтов и т. д. (см. стр. 210).
Фиг. I, 179. Станочные тиски:
а — неподвижные; б — поворотные; в — универсальные.
Для крепления заготовок на специализированных фрезерных станках
обычно пользуются специальными приспособлениями, привод которых
в целях повышения производительности большей частью механизирован
или автоматизирован.
ГЛАВА IX
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
Строгальные и долбежные станки характеризуются тем, что исполни-
тельное движение формообразования у них состоит из линейного воз-
вратно-поступательного движения со скоростью резания и прямолиней-
ного периодического движения подачи.
В одних станках этой группы движение со скоростью резания может
совершать заготовка детали, в других — режущий инструмент.
Станки строгально-долбежной группы предназначены в основном для
обработки горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей и их
сочетаний на заготовках различных деталей из чугуна, стали, цветных
металлов и некоторых видов пластмасс.
В зависимости от компоновки и характера работы станка различают
следующие основные типы этих станков: продольно-строгальные, попе-
речно-строгальные и долбежные.
Достижимые и экономические показатели точности и чистоты по-
верхностей, обработанных строганием, даны в табл. I, 24.
Таблица /. 24
Строгание V	Класс точности		Класс чистоты
	пределы	средний экономичный	
Черновое 		4—7	5	3—4
Чистовое		За—4	4	4—5
Тонкое 		2а—За	3	6—8
§ 1. ПРОДОЛЕН От СТРОГАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Продольно-строгальные станки предназначены для образования пло-
ских поверхностей на заготовках, которые либо невозможно, либо не-
удобно обрабатывать на фрезерных станках. Продольно-строгальные
станки применяются на заводах среднего и тяжелого машиностроения
в условиях индивидуального и мелкосерийного производства, а также
в ремонтных цехах. На этих станках можно,производить черновое (чистота
поверхности \73—V4) и чистовое (V4—V5) строгание, а также финиш-
ное строгание поверхностей с высокой точностью и чистотой (\/6—V8).
Обрабатываемая заготовка закрепляется на столе станка, совершаю-
щего возвратно-поступательное движение мимо неподвижного резцового
суппорта. Стружка снимается неподвижным резцом (или резцами) только
при рабочем ходе стола — ходе вперед. Подача резца происходит на
184
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
каждый ход обычно во время реверсирования стола с обратного хода на
рабочий, т. е. перед началом рабочего хода стола.
В результате обработки на продольно-строгальных станках полу-
чаются очень точные поверхности, которые поддаются пришабриванию
легче, чем фрезерованные поверхности.
I Продольно-строгальные станки характеризуются наибольшей длиной
(ходом стола) и наибольшей шириной строгания, а также наибольшей
высотой подъема поперечины (траверсы) с суппортами: от этих величин
зависят наибольшие размеры заготовок, которые можно обрабатывать
на данном станке.
Фиг. I, 180. Основные узлы продольно-строгального станка мод. 7212.
1 — станина; 2 — стол; 3 — траверса (поперечина); 4 — вертикальные суппорты;
5 — подвеска пульта управления; 6 — портал; 7 — коробка подач вертикальных
и бокового суппортов; S — привод стола; 9 — боковой суппорт.
Наибольшая длина строгания в современных продольно-строгальных
станках общего назначения колеблется в пределах 2—1^5 м, наиболь-
шая ширина строгания — в пределах 0,6—5 м, а высота подъема —
в пределах 0,7—4,5 м (табл. I, 25).
В зависимости от устройства поперечины различают двустоечные
станки, у которых поперечина поддерживается двумя стойками, и одно-
стоечные.
Одностоечные продольно-строгальные станки применяют для обра-
ботки заготовок крупных деталей, у которых размеры обрабатываемых
поверхностей соответствуют характеристике станка, а габариты не до-
пускают обработки на двустоечном станке подходящих размеров, напри-
мер, заготовок длинных и широких деталей (станин и т. п.), свисающих
с одной стороны стола и не требующих обработки по всей ширине. В осталь-
ном одностоечные продольно-строгальные станки можно использовать для
выполнения всех нормальных строгальных работ.
На фиг. I, 180 показан продольно-строгальный станок 7212, а на
фиг. I, 181 — его кинематическая схема (см. вклейку).
Станина станка представляет собой чугунную отливку коробчатого
сечения с двумя, а у тяжелых станков с тремя (например, у мод. 7240)
7^ ?b z-’	п- 1^50 об/мин
Фиг. I, 181. Кинематическая схема продол
Храповое колесо.
г-26
6
z=30
г=75
Z-23
ины
2=2
2=58
ДЛ* Л 7кбт
1L20 об/мин
t=-8MM
5
<1
z=22
z-22
z=17
Z=22
Dp
2=2
Z-121
Z—60
Z=56
z=75
Z=25
Z= 19
Собачка
z=35
Z=15
z=35
t
I
Z=32k
(=6 ММ
6x2мм
правая
MM
0,6 квт
10об/мин
z=23
z-32k
z=75
z^3k
z= 23
28 t=8vM
Z=37
5
z=58
4
Ml ~
D2
д о
D D
2-60
z-73
a s
Eli
Z=19
Z=15
z=75
N= 1,7 кВт
n 1^20 об/мин	ZaK
Z^26
z=18
z=63
n= 125-1500 об/мин
Z-57
ьно-строгального станка мод. 7212.
Z=85
Z=77
Наименование станка	Модель	Наибольшие размеры обра- батываемой за- готовки детали ширина х дли- на X высота в м	Н аиболь- ший вес детали в кн	Число суппортов		Скорость рабочего хода стола в м/мин
				верти- каль- ных	гори- зон- таль- ных	
	*	0,63x2x0,55				
	7108*	0,8 X 2,5 х 0,7				4—60
						6—90
Одностоечные	7110	1x3x0,9	45	2	1	4—60
						6—90
продольно-						
строгальные	7112	1,25x4x1,12	80	' 2	1	4—48
						6,5—80 4—48
	7116	1,6x6,3x1,25	120	2	1	
						6,5—80
	7208	0,8 х 2,5 х 0,7				4—60
						6—90
	7210	1x3x0,9	45	2	1	4—60
						6—90
						
Двухстоечные	7212	1,25x4x1,12	80	2	1	4—48
			120	2		6,5—80 4	48
продольно- строгальные	7216	1,6x6,3x1,25			1	
						
						6,5—80
	7220	2X5X1,8	200	2	2	1,5—75
Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
Таблица 1. 25
Подача на один двойной ход стола в мм		Мощ- ность глав ного привода в кет.	Вес станка в кн	Примечание
горизон- тальный	верти- кальный			
		10	67	
—	—	40		
0,5-25	0,75—12,5	40	300	
0,5—25	0,75—12,5	55	315	
0,5—25	0,75—12,5	55	420	
		40		
0,5—25	0,25—12,5	40	270	
0,5—25	0,25—12,5	55	315	
0,5—25	0,25—12,5	55	420	
0,5—50	0,25—25	59x2	665	Изготовляется с фрезер- ными (25—1250 сб/мин; 20 кет) и шлифоваль- ными (1460 об1мин\ 14 кет) головками
ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Продолжение табл. I. 25
Наименование станка	Модель	Наибольшие размеры обра- батываемой за- готовки детали ширина X дли- на X высота в м	Наиболь- ший вес детали в кн	Число суппортов		Скорость рабочего хода стола в м/мин	Подача на один двойной ход стола в мм		Мощ- ность главного привода в кет	Вес 'станка в кн	Примечание
				верти- каль- ных	гори- зон- таль- ных		горизон- тальный	верти- кальный			
Двух стоечные продольно- строгальные	7225 7232 7240 7250	2,5 X 6,3 х 2,5 3,2x8x3 4X10X3,8 5x12,5x4,5	450 650 1000 2000	2 - 2 2 2	2 2 2 2	1,5-75 5-50 5—50 5-50	0,5—50 0,5—100 0,5—100 0,5—100	0,25—25 0,25—50 0,25-50 0,25-50	59x2 59x2 118X2 То же	830 1220 3430 3920	Изготовляется с фрезер- ными (25—1250 сб!мш1, 20 кет) и шлифоваль- ными (1460 сб/мин\ 14 кет) головками Изготовляется с фрезер- ными (20—1000 сб/мин, 28 кет) и шлифоваль- ными (975 сб/мин, 28 кет) головками Изготовляется с фрезер- ными	(2—50;	10— 500 сб/мцн, 28 кет) и	шлифовальными (975 об/мин, 28 кет) головками Изготовляется с фрезер- ными (10—500 сб/мин, 28 кет) и шлифоваль- ными (975 сб!мин\ 28 кв/n) головками
Кромко- строгальные	7806 7806В	1,5 X 6x0,2 1,5X12X0,2				4—50 4—40	0,25—6,2 0,25—6,2	10,5—12,5 10,5—12,5	28 28	260 370	Движется каретка, стол неподвижен То же
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫЕ СТАНКИ
187
продольными направляющими, плоского и V-образного профиля. Станки
с большой длиной строгания имеют составную станину — из секций, скреп-
ляемых болтами при монтаже станка.
Направляющие станины защищены от пыли и частиц стружки сталь-
ными лентами, которые закреплены на концах направляющих и проходят
через щель в столе. По этим направляющим перемещается возвратно-
поступательно стол коробчатой формы с внутренними ребрами жесткости.
Для повышения износостойкости и предупреждения задиров направляю-
щие стола снабжены пластмассовыми накладками. На рабочей поверхности
стола имеются Т-образные пазы и стопорные отверстия для надежного
закрепления обрабатываемой заготовки детали.
К нижней поверхности стола между его направляющими прикреплена
косозубая рейка привода стола. Вместо косозубой применяются также
прямозубые или же червячные рейки. Рейка последнего типа, в паре
с червяком, обеспечивает более высокую плавность перемещения и ре-
версирования, так как в зацеплении с червячной рейкой находится одно-
временно большее число зубьев червяка, чем число зубьев реечного ко-
леса в зацеплении с прямозубой или косозубой рейкой.
Стол (см. фиг. I, 180) станка мод. 7212 приводится от электродвигателя
постоянного тока через механическую коробку скоростей; это позволяет
бесступенчато регулировать скорости рабочего и обратного ходов стола,
притом независимо друг от друга. Возвратно-поступательное движение
стола осуществляется по следующему автоматическому циклу: медленное
врезание резца в обрабатываемую заготовку — разгон стола до установ-
ленной скорости резания — рабочий ход с этой скоростью — уменьшение
скорости стола перед выходом резца из металла — быстрый возврат стола
с установленной скоростью обратного хода — подача суппортов с резцами.
Для управления циклом имеется механизм, смонтированный на коробке
скоростей, обеспечивающий замедление в зависимости от величины уста-
новленной скорости движения стола. Благодаря этому достигаются
постоянство выбега стола на всем диапазоне скоростей и минимальная
величина перебега.
Станок мод. 7212 имеет специальное тормозное устройство, предохра-
няющее стол от схода со станины при аварийном перебеге стола. Для этого
на концах стола привернуты трехзубые протяжки, которые в случае вы-
хода рейки стола из зацепления с реечным колесом врезаются в стальные
планки, неподвижно закрепленные на станине, и тем самым останавливают
стол.
Портал станка состоит из двух стоек, прикрепленных внизу к плоско-
стям станины, а сверху связанных балкой. По направляющим стоек могут
перемещаться поперечина и каретка бокового суппорта. В стойке нахо-
дится груз, уравновешивающий боковой суппорт. Механизм подъема
поперечины смонтирован в стойках и соединительной балке.
Поперечина представляет собой чугунную балку коробчатого сечения,
усиленную посередине выступом и ребрами. На поперечине расположены
два вертикальных суппорта, коробка подач суппортов, коробка дублиро-
ванного управления и механизм зажима.
Зажим поперечины на стойках производится с помощью рычажной
системы (см. фиг. I, 181). Перемещение поперечина получает от электро-
двигателя через червячные редукторы ~ соединенные с двумя
вертикальными ходовыми винтами t = 8 мм, расположенными в стойках.
Перемещение поперечины сблокировано с зажимом ее на стойках. При
188
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
нажатии кнопки «Поперечина вверх» или «Поперечина вниз» движение по-
перечины в соответствующем направлении начинается после ее освобожде-
ния. Зажим поперечины происходит автоматически после окончания ее
Фиг. I, 182. Крепление резцов в резце-
держателе суппорта продольно-строгаль-
ного станка.
перемещения.
Все суппорты по конструкции одинаковы. Лира с ползуном может быть
повернута при помощи червяка на угол до ±60° для обработки плоско-
стей" под углом. В резцедержателе суппорта (фиг. I, 182) устанавливают
резцы либо резцовые блоки, которые вместе с резцедержателем во время
обратного хода автоматически отводятся от обрабатываемой поверхности,
а перед началом рабочего хода возвращаются на место под действием не-
которого усилия, исключающего за-
зоры.
Привод суппортов и управление
подачами производятся от коробки
подач, управлять которой можно
с обоих концов поперечины. Суппорты
могут получать установочное пере-
мещение или рабочую периодическую
подачу в горизонтальном . или вер-
тикальном направлениях.
Коробка подач приводится от
отдельного фланцевого реверсивного
электродвигателя £>2 (фиг. I, 181),
от которого вращение передается
2
через червячную передачу -gg- на
главный вал I коробки подач. На
этом валу заклинен шпонкой диск /,
на котором установлен фрикцион 2,
связанный пальцем с диском 3, несу-
щим собачку храпового механизма.
Собачка передает вращение храповику z = 60 и жестко связанным
с ним выходным колесом г = 55. От последнего вращение передается
на раздаточный вал II и далее’ через два зубчатых колеса z = 35 на
колеса-пол у муфты г = 22, свободно сидящие на четырех валах коробки
подач и вращающиеся в разные стороны. Сцеплением кулачковых муфт,
которые сидят на зубьях (шлицах) этих валов, с теми или другими
колесами-полумуфтами производится реверсирование вращения валов,
что обеспечивает реверсирование подачи.
Валы связаны с ходовыми винтами и ходовыми валиками поперечины
при помощи предохранительных кулачковых муфт М±.
Верхний и нижний валы связаны с ходовыми винтами (/ = 6x2 мм)
поперечины и служат для горизонтального перемещения суппортов,
а средние валы — с ходовыми валиками поперечины, перемещающими
суппорты в вертикальном направлении.
Периодическая автоматическая подача суппортов происходит следую-
щим образом. В момент реверсирования стола с обратного хода на рабочий
подается команда электродвигателю D2 коробки подач. Вращение от этого
электродвигателя передается на любой из валов поперечины, как описано
выше, в зависимости от положения рукояток включения подачи.
Вращение вала, а следовательно, и подача происходят до тех пор, пока
разжимная планка фрикциона не упрется в неподвижный упор и разожмет
фрикцион; подача прекращается. При нажатии кулачка на наконечник
ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫЕ СТАНКИ
189
реверса стола в начале рабочего хода электродвигатель коробки подач
останавливается.
В момент реверсирования стола с рабочего хода на обратный проис-
ходит «зарядка» механизма подач. Импульс от конечника реверса стола
заставляет коробку подач вращаться в обратную сторону; при этом со-
бачка прощелкивает, и выходное зубчатое колесо остается неподвижным.
В конце реверсирования, когда кулачок сойдет с конечника стола, электро-
двигатель подачи остановится; механизм подачи готов для новой подачи.
Этот цикл повторяется при каждом двойном ходе стола.
Установочные перемещения суппортов производят следующим обра-
зом: нажав на кнопку установочного перемещения суппортов на подвесной
станции, подают команду электродвигателю D2 подачи, который вращается
при этом только в направлении рабочей подачи. Одновременно включается
электромагнит 4, который сцепляет червячное колесо г = 58 с храповым
колесом z == 60 при помощи кулачковой муфты М2. Таким образом, дви-
жение будет передаваться от электродвигателя через червячную пару и
выходное колесо на раздаточный вал II и далее так же, как и при подаче.
Фрикцион срабатывает так же, как было описано выше и останавливается,
когда разжимная планка фрикциона упрется в неподвижный упор.
В дальнейшем фрикцион проскальзывает, и собачка храповика г = 60
прощелкивает.
Установка подач производится маховичком 5. При его вращении через
зубчатую передачу приводится во вращение подвижный упор 6. При
этом изменяется угол между подвижным и неподвижным упорами и тем
самым устанавливается величина подачи. Во избежание поворота во время
«зарядки» механизма подвижный упор фиксируется колесом z = 15 и
зубчатым неподвижным сектором 7.
Коробка подач,наряду с механизированными движениями суппортов,по-
зволяет производить наладочные перемещения суппортов вручную, посред-
ством съемной рукоятки с лимбом для отсчета перемещений суппортов.
Коробка подач бокового суппорта аналогична по конструкции коробке
подач поперечины, но имеет только два выходных вала — для горизон-
тального перемещения салазок бокового суппорта и для вертикального
перемещения всего бокового суппорта по стойке.
Наряду с продольно-строгальными станками, имеющими электромеха-
нический привод стола, выпускают станки с гидравлическим приводом,
также позволяющим бесступенчато регулировать скорости рабочего
и обратного ходов стола.
На фиг. I, 183 показана гидравлическая схема продольно-строгального
станка фирмы Рокфорд (США).
В этой схеме применено объемное регулирование скоростей с закрытой
циркуляцией масла. Для этого используется насос переменной произво-
дительности Нр с наибольшим расходом 450-10“3 мЧмин или 650 X
X 10"3 м?1мин и расчетным давлением 75,5 б (75,5-105 н1м?). Систему
управления регулируемого насоса обслуживает насос Нъ производитель-
ностью 42-10“3 м?1мин и рабочим давлением 6,9 б. Насос /72 произво-
дительностью 42-10"3 м?1мин и рабочим давлением 17,2 б обслуживает
систему управления рабочими золотниками всей гидравлической системы
станка. Насос Н3 имеет независимый электропривод и служит для под-
питки системы и создания в ней противодавления 27,4 б.
В системе насоса Нр установлены два переливных клапана на давление
117,5 б для снятия мгновенных перегрузок, возникающих при реверсиро-
190
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
вании, и два обратных клапана, обеспечивающих подпитку насоса Нр.
Кроме того, имеется трехходовой двухпозиционный золотник 319 работаю-
щий в сочетании с системой управления насоса Нр, автоматически соеди-
няющий насос подпитки Н3 со всасывающей полостью насоса Нр при ра-
бочем и обратном ходах стола. При ускорении и замедлении хода стола
этот золотник отключает насос подпитки от всасывающей полости насоса Нр
для предотвращения вибраций в гидросистеме.
Стол станка приводится от двух гидроцилиндров, двустороннего
и одностороннего действия. Эффективная площадь сечения бесштоковой
Фиг. I, 183. Гидравлическая схема продольно-строгального станка «Рокфорд» (США).
полости гидроцилиндра двустороннего действия Ц3 равна сумме эффек-
тивных площадей сечений гидроцилиндра одностороннего действия
и штоковой полости двустороннего гидроцилиндра Ц2.
Подключение тех или иных эффективных площадей рабочих гидро-
цилиндров к регулируемому насосу обеспечивает три диапазона бессту-
пенчато изменяемых скоростей стола: низкий, -при котором работают
площади гидроцилиндров Ц1 и Ц2, средний, при котором включен только
односторонний гидроцилиндр Ц1, высокий, при котором работает только
площадь двустороннего гидроцилиндра Ц2.
Обратный ход происходит с повышенной скоростью, получаемой •
при одновременной подаче масла в бесштоковую полость двустороннего
гидроцилиндра и в односторонний гидроцилиндр.
Во время рабочего хода стола, в низком диапазоне скоростей, масло
подается через панель А в штоковую полость двустороннего гидроци-
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
191
линдра и в односторонний гидроцилиндр. В конце рабочего хода золот-
ник 32 переключается с помощью кулачков в позицию обратного хода.
Масло от золотника 32 поступает к гидроцилиндрам ГЦ подъема инстру-
мента и переключает четырехходовой золотник панели А в позицию бы-
стрых ходов. Одновременно насос Нр меняет направление подачи масла.
Масло от насоса Нр поступает в полости гидроцилиндров Цг и Ц3, и стол
быстро возвращается.
Для работы в среднем диапазоне скоростей включается электрома-
гнит Эм! золотника З3 и трехходовой золотник панели А перекладывается
в положение среднего диапазона скоростей. При этом давление подводится
только к площади гидроцилиндра Ц19 а обе полости двустороннего гидро-
цилиндра соединяются между собой и со всасывающей полостью насоса
При выключении электромагнита Эмг и включении электромагнита Эм2
масло под давлением подводится к большему торцу четырехходового
золотника панели Л, что перекладывает его и фиксирует в положении
быстрых скоростей независимо от положения золотника 32. В этом случае
рабочий ход стола будет соответствовать высокому диапазону скоростей.
При выключенном электромагните Эм3 подача инструмента происхо-
дит в момент реверсирования с обратного на рабочий ход. При включении
же электромагнита Эм3 подача будет происходить в момент реверсирова-
ния с рабочего хода на обратный.
Во время настройки станка механизм подачи можно выключить с по-
мощью электромагнита Эм±.
Электромагнит Эмъ сблокирован с электродвигателем подъема попе-
речины.
§ 2. УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫХ СТАНКОВ
1.	Для строгания вогнутых цилиндрических поверхностей, профили-
рованных по дуге окружности, можно использовать простое устройство,
состоящее из радиальной тяги 3, соединенной шарнирами 2 с кронштей-
ном 1 и с салазками суппорта (фиг. I, 184). Винт вертикальной подачи
суппорта отсоединен от салазок. При работе с такой наладкой каретка
суппорта перемещается по поперечине обычным образом, а благодаря
одновременному вертикальному перемещению салазок суппорта, осуще-
ствляемому радиальной тягой 3, резец строгает цилиндрическую поверх-
ность.
2.	Винтовые канавки с очень большим шагом нарезать на обычных
фрезерных станках нельзя. Пользуясь простым приспособлением, пока-
занным на фиг. I, 185, а, такие канавки можно изготовить на продольно-
строгальном станке.
Приспособление состоит из настольных центров /, стержня 3, нагру-
женного на одном конце и скрепленного другим концом с обрабатываемой
заготовкой 2, и наклонной планки 4. Верхний конец последней прикреплен
к стойке станка, нижний привернут к станине. Шаг нарезаемой канавки
зависит от наклона этого стержня. Резец выбирают соответственно форме
нарезаемой канавки. По мере движения стола стержень 3, опиравшийся
вначале на нижнюю часть планки 4, постепенно поднимается, скользя
по планке, и поворачивает обрабатываемую заготовку на нужный угол
по часовой стрелке.
Поворот заготовки можно осуществлять не только при помощи нагру-
женного стержня. На фиг. I, 185, б показано приспособление, в котором
192
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
для этой цели применена шестерня 1 с рейкой 2. Один конец рейки связан
роликом с наклонной планкой 3. При движении стола рейка движется
в поперечном направлении и поворачивает заготовку 4 на угол, опреде-
ляемый наклоном планки.
3.	Линейчатые поверхности фасонного профиля можно строгать без
разметки и с большой точностью, применяя несложный копировальный
суппорт (фиг. I, 186).
Вместо вертикального винта суппорта устанавливают гидроцилиндр
с поршнем. Гидроцилиндр скрепляют с салазками суппорта /, а шток
поршня посредством установочного
винта — с кареткой 2 суппорта. К са-
лазкам суппорта крепится крон-
штейн 3, в котором смонтирован
гидравлический щуп. Копир или
шаблон 4 крепят к поперечине с по-
мощью кронштейнов 5.
Фиг. I, 184. Устройство для строгания кри-
волинейных поверхностей:
/ — кронштейн; 2—шарниры; 5—радиальная тяга.
Фиг. I, 185. Нарезание винтовых кана-
вок большого шага на продольно-
строгальном станке.
Работа копировального суппорта продольно-строгального станка отли-
чается от работы гидравлической схемы копировально-фрезерного станка
(см. стр. 172) периодичностью работы. Гидросуппорт продольно-строгаль-
ного станка работает только в моменты поперечной подачи резца; во время
рабочего хода стола салазки суппорта жестко скреплены с кареткой гид-
равлическим зажимом б, которым управляет цилиндр зажима суппорта.
В момент реверсирования стола с обратного хода на рабочий с помощью
конечного выключателя включается электродвигатель поперечной по-
дачи (см. стр. 188); одновременно включается электромагнит Эмг двух-
позиционного четырехходового золотника Зь который направляет поток
масла от аккумулятора Ак и насоса Н в штоковую полость гидроцилиндра
зажима 6. Салазки суппорта освобождаются. Одновременно происходит
поперечная подача каретки суппорта. Щуп гидросуппорта перемещается
по шаблону и устанавливает резец на заданную высоту. В начале рабо-
чего хода, прежде чем резец врежется в заготовку, с помощью конечных
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
193
Фиг. I, 186. Гидрокопировальный суппорт продольно-строгального станка.
О
R в нормальной
плоскости
а)
Фиг. I, 187. Изготовление смазоч-
ных канавок на направляющих
станков:
а — устройство для нарезания кана-
вок; б — нарезанные канавки.



13 Ачеркан 169
194
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
выключателей, установленных на станине, выключается электрома-
гнит Эмг. Масло от аккумулятора и насоса направляется в бесштоковую
полость гидроцилиндра зажима; происходит зажим салазок, и начинается
процесс резания. Вследствие кратковременности работы гидросуппорта
и отсутствия сил резания во время его работы, а также наличие аккуму-
лятора и автоматической разгрузки насосной станции, мощность электро-
двигателя насоса в несколько раз меньше, чем у аналогичного суппорта
токарного станка. Зарядка аккумулятора происходит во время рабочего
и обратного ходов и контролируется с помощью клапана К и золотника 32,
который соединяет насос Н с баком по окончанию зарядки аккумулятора.
4.	Смазочные канавки на направляющих станков обычно изготовляют
вручную при помощи канавочника. Эту операцию можно производить
и на продольно-строгальном станке, оснащенном прорезной головкой
взамен строгального суппорта. Устройство состоит из электродвига-
теля 1 (фиг. I, 187), червячного редуктора 2 и шпинделя 3 с резцедержа-
телем 4. В резцедержателе на рычаге, плечо которого равно радиусу
прорезаемой канавки, закрепляется резец 5, который при включении
электродвигателя движется по окружности. Во время прорезания канавки
стол станка остается неподвижным; он перемещается на величину шага
канавок только после окончания прорезки очередной канавки. Для изго-
товления этим способом смазочных канавок на гранях V-образных на-
правляющих головку поворачивают на соответствующий угол.
§ 3.	РАЗНОВИДНОСТИ ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫХ станков
Продольно-строгальные станки могут быть оснащены, помимо стро-
гальных суппортов, шлифовальными и фрезерными головками.
Продольно-строгальные станки со шлифовальными головками
(фиг. I, 188) позволяют производить строгание и шлифование заготовок
деталей с одной установки и, следовательно, получать на станке оконча-
тельно обработанные поверхности высокой чистоты и точности.*Т)т про-
дольно-строгальных станков, описанных выше, эти станки отличаются
РАЗНОВИДНОСТИ ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫХ СТАНКОВ
195
Фиг. I, 189. Ямный продольно-строгаль-
ный станок.
наличием шлифовальной головки /, дополнительной защитой направляю-
щих станины 2 от абразивной пыли и мелкой металлической (шлифоваль-
ной) стружки, а также специальным охлаждением 3 стола, защищающим
от разбрызгивания охлаждающей жидкости при шлифовании.
Шлифовальную головку монти-
руют на дополнительном, обычно
третьем суппорте на поперечине стан-
ка, либо она изготовляется съемной
и устанавливается взамен поворотной
части одного из суппортов. Электро-
двигатель привода шлифовального
круга встраивается непосредственно
в шлифовальную головку.
Продольно-строгальные станки
с фрезерными и с фрезерно-расточ-
ными головками предназначаются
для строгания, фрезерования и раста-
чивания крупногабаритных загото-
вок. Фрезерные головки могут быть
смонтированы как на поперечине,
так и на стойке станка. Головки,
установленные на поперечине, обычно получают подачу поперек стола,
а боковые — вертикальные установочные перемещения по стойке.
Ямные продольно-строгальные станки (фиг. I, 189) применяют для
строгания верхних горизонтальных и наклонных плоскостей заготовок
высоких деталей (например, станин прокатных станов). Обрабатываемую
заготовку устанавливают на плите, расположенной в яме, а порталу
станка, несущему поперечину с Суппортами, сообщается рабочее возвратно-
поступательное движение. Длина хода портала может достигать 12 м.
В кромкострогальных станках (фиг. I, 190) так же, как и в ямных
станках, движения скорости резания и подачи осуществляются с помощью
каретки, которая вместе с резцами движется мимо обрабатываемого
листа, закрепленного на неподвижном столе. Кромкострогальные станки
196
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖИЫЕ СТАНКИ
предназначаются для обработки кромок отдельных листов и пакетов
толщиной до 200 и шириной до 1500 мм или других заготовок этих же
габаритов. Наибольшая длина строгания на станках этого типа 12 м.
§ 4.	ПОПЕРЕЧНО-СТРОГАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Поперечно-строгальные станки предназначены для строгания гори-
зонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей на заготовках мелких
и средних деталей, для прорезания прямолинейных пазов, канавок и вы-
емок, значительно реже — для изготовления линейчатых поверхностей
с фасонной направляющей — линией.
Для обработки на поперечно-строгальном станке заготовку крепят
на консольном столе, а резец — в резцедержателе ползуна, совершающего
горизонтальное возвратно-поступательное движение, большей частью —
поперек заготовки. Попе-
речная или вертикальная
подача сообщается столу
с заготовкой с помощью
консоли автоматически или
вручную.
Наиболее характерным
размером поперечно-стро-
гальных станков является
наибольшая длина хода
ползуна; ход может соста-
влять от 200 до 2400 мм
(табл. 1,26). Станки с боль-
шим ходом ползуна, от
1500 мм и выше, не имеют
подвижного стола; они
предназначаются для чер-
нового и чистового строга-
ния заготовок крупногаба-
ритных деталей типа ста-
нин прессов, столов и дру-
гих подобных им деталей,
Заготовку крепят на непо-
Фиг. I, 191. Поперечно-строгальный станок.
встречающихся в тяжелом машиностроении.
движной фундаментной плите, а движение подачи производится в гори-
зонтальной плоскости — перемещением стойки, в вертикальной плоско-
сти — перемещением бабки ползуна по стойке, которая может повора-
чиваться на угол ±45° (мод. 7М386) или ±250° (мод. КУ-41, КУ-74).
В станках мод. КУ-39 и КУ-39А вертикальная подача осуществляется
только с помощью суппорта ползуна. На фиг. I, 191 показан поперечно-
строгальный станок широко распространенного типа.
Чугунная станина 8 наверху имеет горизонтальные направляющие,
по которым движется ползун 6 с суппортом. Суппорт состоит из поворот-
ной части 5, салазок 4, получающих вертикальное перемещение посред-
ством ходового винта, резцовой каретки 3 и откидной доски (подушки),
на которой крепится резцедержатель 2.
На передних вертикальных направляющих станины находится попе-
речина 10, по направляющим которой движется стол /, получающий дви-
жение подачи через механизм подач 9. Для большей жесткости стол скреп-
ляется стойкой с площадкой основания станины.
Модель станка	Наи- большая длина хода ползуна в мм	Пределы чисел дв. ход/мин или скорости движения ползуна в м/мин	Размер стола в мм		Наибольшие пере- мещения стола или каретки в мм	
			верхнего	бокового	горизон- тальное	верти- кальное
7А311	200	53-212	200 x 200	220X150	250	150
7АЗЗ	320	16-186	320x280	—	300	—
7Б35	500	12,3—138	500X360	375x380	600	310
7Б35	500	13,2-150	500X360	415x435	500	310
7Б36	700	10,6—118	700X450	635x520	650	310
7М36	700	3—48 м!мин	750X700	—	700	320
7М37	1000	3—48 »	1000x560	—	800	400
ГД-21	930	3—48 »	1000X560	—	800	420
7М386	1600	5-30 >	—			3000	1500
КУ-39А	1500	5—30 »	—	—	1200	400
КУ-39 А	1500	5—30	»	—	—	1200	100
КУ-41	2400	5—25	»	—	—	5000	1000
КУ-74	2400	5—25 »	—	—	8000	2000
Таблица /. 26
Пределы подач стола каретки в де. ход в мм	Мощность приводного электродвигателя в кет	Вес станка в КН		Примечания
0,1—1,2	0,8—1—1,4—1,5	6		
0,3—0,48	1,7-1,9-2,5-3	11		С кулисным приводом
0,167—1,0	4,5	19		
0,15—0,9 0,15-0,9	4,5 4,5	20 ] 24 j		Оснащается гидрокопи- ровальным устройст- вом
0,25—5 0,5—5	7 10	31 44		Гидрофицированный; оснащается гидрокопи- ровальным устройст- вом
0,25—5	10	54		Г идрокопировальный с двумя суппортами, ход которых равен 100 мм
0,3-12	29	480		—
0,3—12,8	21	230		
0,2—12,8	21	230		
0,3—12	29	1030		
0,3-12	29	1080		
ПОПЕРЕЧ HO-СТ РОГАЛЬНЫЕ СТАНКИ
§
198
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
При установке заготовки на станке поперечину можно перемещать
в вертикальном направлении. Ползун получает возвратно-поступательное
движение от электродвигателя 7 либо через коробку скоростей и механизм
качающейся кулисы, либо через гидравлический привод.
На фиг. I, 192 приведена кинематическая схема поперечно-строгаль-
ного станка мод. 7Б35 с кулисным приводом ползуна. Качающаяся ку-
лиса 1 связана с кривошипным диском (кулисным колесом) 2, несущим
палец, который можно перемещать в радиальном направлении по торцу
Фиг. I, 192. Кинематическая схема поперечно-строгального станка мод. 7Б35.
диска для изменения длины хода ползуна 3. На пальце свободно сидит
кулисный камень. При вращении кривошипного диска камень переме-
щается вдоль прорези кулисы /, которая качается на оси 0, расположенной
ниже кривошипного диска. Своим верхним концом кулиса соединена
серьгой 4 с ползуном посредством гайки 5 и винта XX. Совершая кача-
тельное движение, кулиса 1 сообщает ползуну возвратно-поступательное
движение, состоящее из движения вперед (рабочий ход) и более быстрого
движения в обратном направлении (холостой ход).
Зону строгания можно смещать, изменяя положение гайки 5 на
винте XX (вращением винта).
При равномерном вращении кривошипного диска кулиса сообщает
ползуну движение с неравномерной скоростью.
Скорость кривошипного пальца (фиг. I, 193)
=Sм1мин’	(1> 20)
где г — радиус кривошипа в мм;
п — число оборотов кривошипного диска в минуту.
ПО ПЕРЕЧНО-СТ РОГАЛЬН ЫЕ СТАНКИ
199
Окружная скорость камня кулисы (см. Дайс)
v2 = vi c°s (« — у);
(I, 21)
здесь за начало отсчета угла а поворота кривошипа принят луч 0^,
а для угла отклонения кулисы у — луч 00Р
Окружная скорость ведущего пальца кулисы в точке А
Фиг. I, 193. Диаграмма скорости
движения ползуна поперечно-стро-
гального станка с кулисным при-
водом.
2nnRL cos2 у cos (а — у)	, /т
Vn ~	1000.(2R + L cos а)	(L 25)
Из выражения (I, 25) следует, что так
как во время рабочего и холостого ходов
углы а и у не остаются постоянными,
ветственно меняется, как показано на диаграмме фиг. I, 193.
Наибольшая скорость рабочего хода ползуна будет при а =
то и скорость ползуна
у = 0
ж. р ___ 2TCfiRL	»
max’“ 1000.(2/?+ £)
Наибольшая скорость обратного хода (при а = 180° и у = 0)
7}х	_ 2tuiRL ,
max “ 1000.(2/? —£)
соот-
(I, 26)
(I, 27)
Средняя скорость резания vcp за время двойного хода (длина пути 2L)
vcp = "W м1мин-	28)
Валу VIII кривошипного диска (фиг. I, 192) движение передается
через коробку скоростей, имеющую восемь ступеней скорости при постоян-
ной скорости электродвигателя. Движение от последнего через клиноре-
менную передачу и фрикционную муфту передается валу II, на котором
сидят два передвижных двухвенцовых блока зубчатых колес, управляемых
200
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
одной рукояткой. Посредством этих блоков вал /// получает четыре
ступени чисел оборотов. За одно целое с этим валом выполнено длинное
косозубое колесо z — 15 т = 4, которое передает движение двухвенцо-
вому блоку перебора, вращающемуся на неподвижной оси IV. Блок
перебора передает вращение соответствующему зубчатому венцу кулис-
ного механизма, причем большее зубчатое колесо блока перебора нахо-
дится в постоянном зацеплении с длинной шестерней вала III. Таким
образом, кривошипный диск имеет всего восемь ступеней чисел оборотов.
Движение подачи передается столу от эксцентрика, заклиненного
на кулисном валу VIII. Вращаясь, эксцентрик поворачивает через ролик
рычага-сектора 6 зубчатое колесо z = 30, связанное с поводком собачки 7
храпового колеса (z ~ 19). Это колесо соединяется с валом XIV кулачко-
вой муфтой. Вал XIV связан конической передачей с телескопическим ва-
лом подачи XV, передающим рабочее движение столу во время обратного
хода ползуна. Возврат рычага-сектора 6 производится пружиной; при
этом собачка 7 проскальзывает по спинкам зубьев храповика.
Величина подачи определяется величиной качания рычага-сектора 6,
которая может ограничиваться с помощью зубчатого сектора 8 и зубча-
того колеса z ~ 27, укрепленного на поворотном корпусе.
Движение быстрого перемещения стол получает от зубчатого колеса
z = 16 вала IX, с которым зацепляется зубчатое колесо z = 40, свободно
установленное на валу XIV. Включение быстрых перемещений произво-
дится кулачковой муфтой, которая расцепляется с храповым колесом
z = 19 и сцепляется с зубчатым колесом z = 40.
В отличие от кулисного привода гидропривод сообщает ползуну более
плавную и равномерную скорость. Кроме того, становится возможным
бесступенчатое регулирование скорости ползуна, т. е. всегда можно
выбрать наивыгоднейшую скорость резания. На фиг. I, 194 приведена
гидравлическая схема поперечно-строгального станка мод. 7М36.
Эта гидравлическая система работает по принципу комбинированного
регулирования скоростей, благодаря чему потери мощности при дроссе-
лировании масла на всем диапазоне скоростей незначительны.
Масло от сдвоенного лопастного насоса поступает к четырех-
позиционному пятиходовому золотнику переключения ступеней 1 и далее
через панель реверса 2 — к рабочему гидроцилиндру ползуна 8.
В зависимости от соединения насосов с рабочим гидроцилиндром
можно получить четыре ступени скоростей поршня гидроцилиндра ползуна.
В I ступени скоростей используется только расход насоса меньшей
производительности Н2, насос большей производительности Н1 соединен
в это время с баком.
Во II ступени скоростей к системе подключается насос Нг, а насос Н2
соединяется с баком. Ступень III получается при использовании расходов
обоих насосов. Наконец, в IV ступени одновременно с суммированием
расходов обоих насосов используются дифференциальные свойства одно-
шточного гидроцилиндра (см. раздел IV, стр. 665), т. е. во время рабочего
хода ползуна оба насоса соединяются с обеими полостями одношточного
гидроцилиндра ползуна.
Во время рабочего хода ползуна рабочая жидкость от золотника 1
подается через кран «Пуск-стоп» 3 и гидроуправляемый реверсивный
золотник 7 в.бесштоковую полость рабочего гидроцилиндра 8. Из штоко-
вой полости этого цилиндра масло возвращается к реверсивному золот-
нику 7 и далее через вспомогательный золотник 5, подпорный клапан 14
и золотник 1 поступает в бак.
ПОПЕРЕЧНО-СТРОГАЛЬПЫЕ СТАНКИ
201
Реверсирование производится с помощью кулачков, переключающих
вспомогательный золотник 5 в позицию обратного хода. Во время обрат-
ного хода масло от пускового крана 3 поступает через золотник 7 в штоко-
вую полость гидроцилиндра 3, а из его бесштоковой полости сливается
в бак через золотники 7, 5 и подпорный клапан 12, минуя золотник 1.
Бесступенчатое регулирование
скорости в пределах каждой ступени
осуществляется регулятором скоро-
сти 6, включенным параллельно бес-
штоковой полости цилиндра 3. От
перегрузки система защищена клапа-
ном 13, Клапан 10 реверса, управляе-
мый от давления в штоковой полости
рабочего гидроцилиндра, в момент
реверсирования ползуна с:рабочего
хода на обратный открывается и сни-
жает давление в рабочей полости;
это устраняет чрезмерное возраста-
ние давления в штоковой полости,
обусловленное совместным действием
силы инерции ползуна и давления
в рабочей полости.
Подача производится гидроцилин-
дром подачи 9, автоматически вклю-
чающимся с помощью золотника 11,
Фиг. I, 195. Механизм вертикальной по-
дачи суппорта поперечно-строгального
станка мод. 7Б35.
Быстрые установочные перемещения стола (вертикальные и горизон-
тальные) осуществляются от отдельного электродвигателя, установлен-
ного на поперечине. Давление в системе станка измеряется манометром М,
который включается золотником 4,
202
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
Автоматическая вертикальная подача суппорта получается в поперечно-
строгальных станках с помощью смонтированного в ползуне храпового
механизма, который приводится в действие кулачком в конце обратного
хода ползуна. На фиг. I, 195 показан механизм вертикальной подачи суп-
порта станка мод. 7Б35. В конце обратного хода ползуна ролик 2 рычага 4
наезжает на кулачок /, привернутый к станине станка. При этом ось 3,
поворачиваясь вместе с рычагом 7, на котором укреплена собачка 8 хра-
повика 9, производит поворот этого колеса. Вместе с храповиком повора-
чивается коническое зубчатое колесо, которое передает движение подачи
ходовому винту суппорта. Храповой механизм взводится пружиной 10.
Величина подачи определяется числом зубьев храповика, захватываемых
собачкой за один двойной ход ползуна. Для этого имеется диск И, на по-
верхности которого отфрезерован скос. Зацепление собачки с храповиком
происходит в момент, когда планка 6, жестко связанная с собачкой,
своим опорным зубом попадает на скос диска. Поворотом диска И рукоят-
кой 5 настраивают величину подачи, т. е. устанавливают число зубьев,
захватываемых собачкой за каждый ее рабочий ход.
§ 5. УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
ПОПЕРЕЧНО-СТРОГАЛЬНЫХ СТАНКОВ
1.	На поперечно-строгальных станках можно производить также фре-
зерование и шлифование. Для этого на ползуне взамен суппорта уста-
навливают фрезерную или шлифовальную головку, которая обычно
Фиг. I, 196.	Гидро копировальный поперечно-строгальный станок
мод. ГД-21:
1 — станина; 2 — гидростанция; 3 — ползун; 4 — копировальный суппорт;
5 — резцы; 6 — копировальный щуп; 7 — заготовка; 8 — стол; 9 — копир.
допускает поворот на 360°. Это дает возможность фрезеровать и шлифо-
вать поверхности, расположенные под различными углами.
2.	Заготовки деталей сложной формы можно обрабатывать на попе-
речно-строгальных станках, оснащенных гидрокопировальным устрой-
ством (станки мод. 7В35 и ГД-21). На поперечно-строгальном гидрокопи-
ровальном станке мод. ГД-21 (фиг. I, 196) можно обрабатывать криволи-
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
203
нейные поверхности с углом наклона образующих в поперечном направ-
лении до 25°. Для объемного копирования станок имеет однокоординатную
следящую систему с четырехкромочным золотником (см. стр. 172).
Гидрокопировальный суппорт станка оснащен двумя резцами, рас-
Фиг. I, 197. Схема работы двусторонней резцовой головки:
а — прямой ход; б — обратный ход.
Фиг. I, 198. Приспособление для
накатки резьбы на поперечно-стро-
гальном станке.
стояние между которыми можно регулировать; это дает возможность
обрабатывать по одному копиру одновременно две заготовки. Гидро-
копировальная головка может быть заменена обычным суппортом, и тогда
станок может работать как обычный уни-
версальный поперечно-строгальный ста-
нок с гидравлическим приводом, описа-
ние которого приведено выше (стр. 200).
3.	Ползун поперечно-строгального стан-
ка развивает при обратном ходе несколько
меньшую тяговую силу, чем при прямом,
рабочем ходе. Однако этой силы доста-
точно для получистового и чистового стро-
гания. Если снимать стружку не только
во время рабочего, но и обратного хода,
то этим можно повысить производитель-
ность станка на 30—40%.
На фиг. I, 197 показана схема работы
двусторонней резцовой головки, которая
может быть установлена взамен обычной.
Головка состоит из качающегося резцедер-
жателя 1, в котором закреплены резцы
прямого 2 и обратного 3 ходов. Во время
прямого хода резцедержатель прижимается
пружиной 5 к опорной плоскости А кор-
пуса 4 головки, а во время обратного
хода — к поверхности Б этого корпуса.
Переключение резцедержателя производится в конце каждого хода
с помощью кулачков и тяги. При обратном ходе ползуна горизонталь-
ная составляющая силы резания направлена в сторону станины, что
способствует уменьшению прогиба стола вследствие прижатия его к опор-
ным плоскостям направляющих станины. Это благоприятно сказывается
на точность выполняемых операций.
204
СТРОГАЛЬН ЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
4.	Накатку резьбы плашками на винтах диаметром от 3 до 6 мм можно
производить на поперечно-строгальном станке, применяя для этого спе-
циальное приспособление, устанавливаемое на столе станка (фиг. I, 198).
В корпусе 1 приспособления движется возвратно-поступательно пол-
зун 2, соединенный с резцедержателем 3. На ползуне приспособления
закрепляют плашку 7. Другую плашку 6 крепят в плашкодержателе 5
приспособления; ее положение можно регулировать в поперечном направ-
лении. Заготовки болтов закладывают в приемник (магазин) 4 вручную
или механическим загрузчиком. Приемник подает на каждый двойной ход
ползуна одну заготовку, которая увлекается подвижной плашкой 7
вперед и, вращаясь вокруг своей оси, накатывается.
5.	Поперечно-строгальные станки можно использовать также для
выполнения протяжных операций. При этом протяжку можно закрепить
на ползуне или установить на столе станка. В последнем случае обраба-
тываемую заготовку закладывают в приспособление, закрепляемое на
переднем торце ползуна вместо суппорта.
§ 6.	ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
Основное назначение долбежных станков — это обработка долбле-
нием плоских и фасонных линейчатых поверхностей, пазов и канавок
в разнообразных деталях, а также штампов различных видов.
В отличие от поперечно-строгальных станков, при работе которых резец
движется возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости, в дол-
бежных станках резец движется возвратно-поступательно в вертикальной
плоскости, перпендикулярно рабочей поверхности стола или установоч-
ной плиты. Так как характер движений у долбежных станков такой же,
как у поперечно-строгальных, то долбежные станки иногда называют
вертикально-строгальными.
Движение подачи в долбежных станках прерывистое (периодическое)
и осуществляется путем продольной, поперечной или круговой подачи
стола.
Характерными размерами долбежных станков являются наибольший
ход ползуна (долбяка) и диаметр стола, так как диаметром стола опре-
деляются наибольшие размеры заготовок, которые можно обрабатывать
на данном станке. Долбежные станки выпускаются отечественной промыш-
ленностью с наибольшим ходом ползуна 100—1600 мм, с диаметром стола
240—1600 мм (табл. I, 27).
В современных долбежных станках движение ползуна осуществляется
посредством механического или гидравлического привода.
На фиг. I, 199 показана кинематическая схема долбежного станка
мод. 7А412 с кулисным приводом ползуна.
В станке мод. 7А412 в отличие от рассмотренного выше (стр. 198)
поперечно-строгального станка для привода ползуна применена вращаю-
щаяся кулиса вместо качающейся, т. е. здесь ось вращения кулисы рас-
положена между осью кривошипного диска и ползуном (фиг. I, 200).
Мгновенная скорость движения ползуна определяется выражением,
аналогичным уравнению (I, 25)
_ 2ялcos2у cos (а —у) ,	/т
Vd~' 1000.(2/? +Leos a) m!muh-
Наибольшие скорости рабочего и обратного ходов, а также средняя
скорость резания определяются уравнениями (I, 26)—(I, 28).
ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
205
Таблица 1, 27
Характеристика	Модели станков					
	7А412	7А420^	7М430	7М450 t;	745М »,	747М,/
Наибольший ход дол бяка						
в мм 	 Пределы чисел двойных хо-	100	200	320	500	1000	1600
дов в минуту 	 Пределы скоростей рабо-	52—210	40—163	—	—	—	—
чего хода долбяка в м/мин	—	—	5-36	5—34	4—30	6—30
Диаметр стола в мм .... Наибольшие перемещения стола в мм:	240	500	630	800	1250	1600
продольное 		350	500	650	800	1250	1600
поперечное 		280	400	—	650	1000	1250
круговое 	 Пределы подач за один двой- ной ход в мм:	360°	360°	360°	—	360°	360°
продольная 		0,1—1,0	0,1—1,2	0—2,5	0—2,5	0,2—7	0,2—12,8
поперечная 		0,1—1,0	0,1—1,2	0—2,5	0—2,5	0,2—7	0,2—12,8
круговая в град .... Мощность главного элек-	0,07— 0,67	0,064— 0,81	0—1,45	—	0,75— 26,25 мм	0,2— 12,8 лш
тродвигателя в кет	0,8—1 — 1,4—1,5	2,8	7	10	28	43
Вес станка в кн		— 12	—20	—51	—70	— 185	—455
Четырехскоростной асинхронный электродвигатель долбежного станка
(фиг. I, 199) мощностью 0,8/1,0/1,4/1,5 кет при 700/900/1350/2800 об/мин
через ременную передачу и фрикционную муфту приводит во вращение
вал 7, на котором закреплена шестерня z = 19, сцепляющаяся с кулисным
колесом z = 100. Фрикционная муфта сблокирована с тормозом Т тягой.
Эксцентризм 1 приводится плунжерный насос смазки.
На направляющих корпуса кулисного колеса z = 100 находится
палец с камнем 2. Вращаясь вместе с пальцем и кулисным колесом, ка-
мень скользит по направляющим в пазу кулисы и заставляет ее совершать
качания на оси О. Движение кулисы передается серьгой 4 ползуну, кор-
пус которого выполнен из алюминиевого сплава. В нижней части ползуна
установлена резцовая головка, которая может быть повернута на 90°
в обе стороны. Установка зоны работы ползуна производится вращением
винта XX.
На станке можно обрабатывать, помимо вертикальных, также наклон-
ные плоскости под углом до 6е к вертикали за счет соответствующей уста-
новки рамы ползуна поворотом ее вокруг оси Ог при помощи установочного
и крепежного винтов 5.
Длину хода ползуна устанавливают посредством валика XVII через
конические колеса z = 18 вращением валика XVI, на квадрат которого
надевается ручка. При вращении винт XVII перемещает палец криво-
шипа, и тем самым изменяется длина хода ползуна.
Движение подачи от кулисного колеса через цилиндрическре зубча-
тое колесо z == 50, две пары конических зубчатых колес и телескопиче-
ский валик передается валику IV, на котором заклинены десять эксцен-
тричных кулачков, позволяющих получить десять различных подач.
Ролик рычага 6, находясь в контакте с соответствующим кулач-
ком, совершает колебательное движение, которое передается зубчатому
206
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
Фиг. I, 199. Кинематическая схема долбежного станка мод. 7А412.
Фиг. I, 200. Диаграмма скорости движения ползуна долбежного станка.
ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
207
сектору z = 68. Сектор сообщает через зубчатое колесо г — 34 возвратно-
вращательное движение рычагу, несущему толкающую собачку 7 храпо-
вого колеса z == 48. От этого колеса движение передается через конический
трензель цилиндрическому зубчатому колесу z = 40 и через предохра-
нительную муфту ПМ — на вал VIII. С этого вала через винтовую зуб-
чатую пару z = 20 движение передается на вал IX, с которого снимается
движение на поперечное и круговое перемещение стола. Через винтовую
Пуск
0165 —
Смазка
П
0115
/ Стоп
И 1Г7Г~1
НД712
ГМ
Ш5О
ЛЗЧ>50\
Настройка
скорости
обратного
хода
Подача Возврат
3^
Фиг. I, 201. Гидравлическая схема долбежного станка.
Обратный
Рабочий Обратный
ход
\Мех
Г52-17
Настройка ско-
рости рабочего
. хода
Г5Ч-1Ч


зубчатую пару z = 20 на другом конце вала VIII столу сообщается при
помощи винта XV продольное перемещение.
Поперечная подача осуществляется винтом XIV, а круговая — чер-
вячной передачей, получающей движение посредством валов XI, XII
и XIII.
Долбежные станки с гидравлическим приводом ползуна получили
широкое распространение. На фиг. I, 201 показана гидравлическая схема
одного из таких станков.
Регулируемый поршневой насос Нр подает рабочую жидкость к рас-
пределительной панели / с золотником Зг «Пуск-Стоп» и реверсивным
золотником 32, управляемым от золотника З3. Последний реверсируется
в крайних положениях ползуна упорами командоаппарата, связанного
механической передачей с ползуном. При рабочем ходе регулируемый
насос Нр всасывает рабочую жидкость из бака через клапан 2 и нагнетает
ее в верхнюю полость гидроцилиндра; выход жидкости из штоковой по-
лости происходит через дроссель Дь используемый для поддержания
208
СТРОГАЛЬН ЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
противодавления в штоковой полости гидроцилиндра. Скорость рабочего
хода ползуна устанавливается упором 3, связанным механической переда-
чей с дросселем Дг. От перегрузки система защищена клапаном 4. В край-
нем нижнем положении ползуна при переключении золотника З3 рабочая
жидкость, нагнетаемая вспомогательным шестеренным насосом низкого
давления Н19 направляется к реверсивному золотнику 32 для переклю-
чения его в позицию обратного хода и одновременно поступает под пор-
шень 5, который перемещает блок насоса влево, до упора 6, определяю-
щего эксцентрицитет насоса при обратном ходе, а следовательно, и ско-
рость обратного хода. При этом рабочая жидкость нагнетается насосом Нр
в штоковую полость гидроцилиндра через золотник 32, обратный клапан 7,
а рабочая жидкость, выходящая из верхней полости гидроцилиндра, через
реверсивный золотник 32 направляется к всасывающей полости насоса Нр,
Так как объем рабочей жидкости, выходящей из верхней полости гидро-
цилиндра, больше объема, нагнетаемого за то же время в штоковую по-
лость, излишек рабочей жидкости вытесняется в бак через подпорный
клапан 8.
Для выпуска воздуха из верхней полости гидроцилиндра служит
дроссель Д2. Для подачи стола имеется шиберный (лопастной) насос Н2
с предохранительным клапаном 9, нагнетающий рабочую жидкость
в гидроцилиндр ГЦ через золотник 34, который получает команду от
золотника З3.
§ 7.	УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
ДОЛБЕЖНЫХ СТАНКОВ
1. С помощью специальной зубодолбежной головки на обычном дол-
бежном станке можно нарезать методом обката зубья муфт и зубчатых
колес. Зубодолбежная головка (фиг. I, 202, а) крепится к нижней части
рамы ползуна (фиг. I, 202, б).
Зубодолбежная головка устроена следующим образом. На плите 2
закреплен корпус червячного редуктора /, кронштейн 3 с вращающимся
валиком 5. На одном конце этого валика заклинена звездочка 4, соеди-
ненная роликовой цепью со звездочкой, установленной на валу подач
стола.
На другом конце валика 5 посажено сменное зубчатое колесо 6,
которое через гитару соединяется с червяком (на фигуре не показан)
и червячным колесом 9. Червячное колесо заклинено на бронзовой
втулке <5, имеющей шлицевые пазы, по которым скользят шлицы штос-
селя 7. Верхний конец штосселя закрепляется в ползуне таким образом,
что штоссель может вращаться вокруг своей оси.
Во время работы штоссель получает возвратно-поступательное дви-
жение от ползуна, а вращательное — от вала привода подач стола через
цепную передачу, сменные зубчатые колеса гитары и червячную передачу.
Одновременно со штосселем вращается стол станка, на котором закреплена
нарезаемая заготовка. Зуборезный долбяк и заготовка при соответствую-
щей настройке будут вращаться как два зубчатых колеса, находящихся
в зацеплении.
Зубодолбежная головка может быть использована для долбления
прямых зубьев зубчатых колес наружного и внутреннего зацепления,
а если в головке заменить прямолинейные шлицы, направляющие штос-
сель, сменными винтовыми копирами, то такая головка может быть исполь-
зована для нарезания косозубых колес.
УСТРОЙСТВА, РАСШИРЯЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТАНКОВ
Фиг. I, 202. Нарезание цилиндрических зубчатых колес на долбежном
станке:
а — зубодолбежная головка; б — долбежный станок, оснащенный зубодол-
бежной головкой; 1 — зубодолбежная головка; 2 — зуборезный долбяк;
3 — приводные звездочки.
14 Ачеркан 159
210
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
2. Долбежные станки могут быть использованы также в качестве
пресса (например, для гибочных операций), а также для протягивания
(прошивания) отверстий. Для этого станок оснащают соответствующими
приспособлениями, предназначенными для выполнения нужной операции.
§ 8. УСТРОЙСТВА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК И ИНСТРУМЕНТА
НА СТРОГАЛЬНЫХ И ДОЛБЕЖНЫХ СТАНКАХ
Обрабатываемые заготовки крепят на столах строгальных и долбеж-
ных станков с помощью либо универсальных, либо специальных крепеж-
ных (зажимных) приспособлений. Специальные приспособления приме-
Фиг. I, 203. Крепежные приспособления:
а — упорные планки и колодки; б — винтовой домкрат; в — клиновой домкрат; г — упорный уголь-
ник, д — распорный винт; е — клиновой прижим; ж и з — винтовые прижимы; и — прижим с шаро-
вой пятой; к — подставка; л — прихват; м — крепежный болт; н — ступенчатая опора; h — струб-
цина; р — призма.
няют для изготовления большого количества одинаковых деталей. С по-
мощью специального приспособления подлежащая обработке заготовка
может быть быстро установлена, выверена и надежно закреплена на столе
станка. Такие приспособления обычно предназначаются для крепления
одной или нескольких заготовок, в зависимости от их характера и разме-
ров.
УСТРОЙСТВА ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК НА СТАНКАХ
211
Наиболее часто для обработки на строгальных станках заготовки кре-
пят с помощью универсальных приспособлений, к числу которых отно-
сятся: машинные тиски и патроны, упорные планки и колодки, угольники,
прижимные колодки, прихваты, подставки и мерные подкладки, домкраты
и призмы, струбцины и распорные винты, крепежные болты и шпильки.
На поперечно-строгальных и долбежных станках для крепления заго-
товок небольших размеров чаще всего пользуются машинными тисками
(простыми, поворотными или универсальными). При обработке деталей
круглой формы на долбежных станках обычно применяют трех- или
четырехкулачковые токарные патроны, которые крепят к столу станка
с помощью прижимных планок.
Для установки и выверки заготовок на столах продольно- и попе-
речно-строгальных станков применяют приспособления, показанные на
фиг. I, 203. Винтовые домкраты (фиг. I, 203, б) применяют для выверки
на столах станков заготовок типа корпусов, имеющих в большинстве
случаев необработанную установочную поверхность. Клиновые домкраты
(фиг. I, 203, в) обычно используют для выверки деталей для чистовых
операций, так как ими легко достигается перемещение детали с большой
точностью (в пределах 0,01—0,03 мм). Боковые прижимы (фиг. I, 203, е—и)
применяют для предотвращения смещений под действием силы резания
и для выверки заготовок деталей в горизонтальной плоскости параллельно
ходу стола.
Прижимы можно устанавливать как в Т-дбразных пазах, так и в круг-
лых отверстиях стола. Если заготовка имеет уже обработанную боковую
поверхность, которая может служить установочной базой, базовую пло-
скость прижимают к жестким упорам (фиг. I, 203, а), закрепленным
в пазах стола.
При обработке высоких и нежестких заготовок применяют распорные
винты (фиг. I, 203, д).
Резцы и резцовые блоки на продольно-строгальных станках крепят
при помощи хомутов, вставленных в Т-образные пазы откидных плит
суппортов, и зажимных винтов (см. стр. 188).
Резцедержатели поперечцо-строгальных и долбежных станков выпол-
няются в виде пальца со сквозным пазом, в котором резец закрепляют
винтом или гайкой.
14*
ГЛАВА X
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
Протяжные станки применяют для обработки внутренних и наруж-
ных поверхностей различного профиля в массовом и крупносерийном
производстве. Эти станки отличаются весьма высокой производитель-
ностью и обеспечивают высокую точность формы и размеров обработан-
ной поверхности.
На протяжных станках, предназначенных для обработки внутренних
поверхностей, обрабатывают отверстия любого профиля, длина которых
в 3 раза и более превосходит поперечный размер отверстия (фиг. I, 204).
На протяжных станках для наружного протягивания успешно обра-
батываются не только плоскости, но и другие линейчатые поверхности,
в том числе и довольно сложного профиля, как например, наружные
поверхности коренных подшипников блоков цилиндров, крышек корен-
ных подшипников, шатунов и многих других деталей.
Точность и чистота поверхностей, обработанных на протяжных стан-
ках, даны в табл. I, 28.
Таблица /, 28
Протягивание	Класс точности		Класс чистоты
	пределы	средний экономичный	
Обычное		2—3	2а	5—7
Отделочное 		1—2	2	8—10
Применение протяжных станков не ограничивается крупносерийным
и массовым производством; существуют также модели протяжных стан-
ков, приспособленные для работы в условиях мелкосерийного и даже
индивидуального производства, например, станки для протягивания шпо-
ночных пазов в отверстиях деталей различной формы и размеров. Имея
на таком станке всего лишь семь комплектов сменных деталей, можно
обрабатывать шпоночные пазы шириной от 3 до 125 мм в отверстиях диа-
метром от 12 до 600 мм.
По сравнению с другими видами металлорежущих станков протяжные
станки отличаются простотой конструкции и работы. Это обусловлено
тем, что форма поверхности, обработанной на протяжном станке, зависит
от формы и расположения режущих кромок на инструменте.
В протяжных станках рабочим движением является прямолинейное
движение либо инструмента — протяжки (фиг. I, 205), имеющей режущие
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
213
зубья, форма которых соответствует профилю требуемой поверхности,
либо заготовки детали при неподвижном инструменте. Протяжные станки
не имеют механизма подачи, поскольку подача обеспечивается подъемом
зубьев протяжки (каждый зуб протяжки имеет размеры, несколько боль-
шие, чем предыдущий зуб).
Протяжные станки подразделя-
ются на основные типы по следу-
ющим признакам: а) по степени уни-
версальности — на станки общего
назначения и специальные; б) по на-
значению— для внутреннего и для
наружного протягивания; в) по на-
правлению и характеру рабочего дви-
жения — на горизонтальные, верти-
кальные, непрерывного действия;
г) по количеству кареток или пози-
ций — с одной, двумя или несколь-
кими каретками, а также однопози-
ционные (обычные) и многопозицион-
ные (с поворотными столами).
Основными параметрами, харак-
теризующими протяжной станок,
являются наибольшая тяговая сила,
развиваемая кареткой, и длина ее
хода. Скорости протягивания нахо-
дятся в современных универсальных
протяжных станках в пределах до Фиг. I, 204. Формы отверстий, обрабаты-
14—15 м!мин\ в специальных про-	ваемых протяжками.
тяжных станках для обработки кор-
пусных деталей (блоков цилиндров, их крышек и т. п.) они выше и дости-
гают 60 и даже 90 м/мин. В станках непрерывного действия скорости
протягивания составляют 1,5—15 м/мин (табл. I, 29).
часть
Режущая
часть
тшмадмкЕэ-
Калибрующая
часть
Фиг. I, 205. Протяжка.
Таблица /, 29
Тип станка	Модель	Наибольшая тяговая сила в КН	Наибольший ход каретки в м	Пределы скоро- стей рабочих ходов в м/мин	Мощность глав- ного электро- двигателя в кет	Вес станка в КН
	7502	25		До 14	4,5	20
	7505	50	1,0	1,5—13	7	23
Горизонталь но-протяжной,	оди-	7А510	98	1,25	1,5—13	14	38
нарный	7А520	195	1,6	1,5—11	20	58
	7А540	390	2,0	До 6,8	Л0	ЮЗ
	7552	980		0,3—3,7	55	210
214
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
Продолжение табл. 1. 29
Тин станка	Модель	Наибольшая тяговая сила в кн	Наибольший ход каретки в м	Пределы скоро- стей рабочих ходов В Mj M.UH	Мощность глав- ного электро- двигателя в кет	Вес станка в кн
	763	25	0,8	2—12	1	16,5
	77021В	25	0,8	1,5—14	10	25
Вертикально-протяжной для	7Б705В	50	0,8	1,5—13,5	10	40
внутреннего протягивания, оди-	7710В	98	1,0	1,5—13	14	53
парный	7720В	195	1,25	1,5—11	20	83
	7740В	390		До 5	40	158
	*	785		До 5,5	75	245
	773	25	0,8	2—12	7	17
Вертикально-протяжной для на-	7702 7702Д	25	0,63	15—14	10	24 26
	7Б705	50	0,8	До 60		34 41
ружного протягивания						
	7Б705Д					
одинарный сдвоенный	7Б710	98	1,0	До 60		54 88
	7А710Д 7Б720			1,5-13		
		195	1,25			78
				1,5—11	20	
	7А720Д					198
	7740	390		2—7	40	157
Универсальный для внутреннего	7751У	98	1,2	1-7,5	11,8	78
и наружного протягивания						
	7581	25			2,4—12	4,5	37
Горизонтальный автомат непре-	7582	50	—	2,4—12	10	51
рывного действия	7583	98	—	2,4—12	20	62
	* 1	195	—	2,4		
* Подготовляется к серийгому выпуску взамен прежней модели.
Протяжные станки имеют, как правило, гидравлический привод,
однако в последнее время для привода высокоскоростных протяжных
станков применяется электромеханический привод от электродвигателя
постоянного тока.
§ 1. ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ
Для внутреннего протягивания изготовляют горизонтальные и верти-
кальные станки (см. табл. I, 29).
На фиг. I, 206 показан горизонтальный протяжной станок мод. 7А510.
Он состоит из следующих основных узлов: станины S, рабочей каретки 11,
приставной станины 7, поддерживающей ползушки и ползушки вспомо-
гательного патрона 5 и 5, гидравлического привода 6, рабочего гидро-
цилиндра /, вспомогательного гидроцилиндра 4, бака 9, управления 10
и узла охлаждения 2.
2
Фиг. 1, 206. Общий вид горизонтально-протяжного станка мод. 7А510.
216
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
После включения насосного агрегата (фиг. I, 207) масло от шестерен-
ного насоса Нг поступает в камеру подпорного цилиндра ПЦ и одно-
временно через золотник Зх управления и камеру нулевого эксцентри-
цитета 4 к пусковому золотнику 32. Так как площадь поршня П2 больше
площади поршня Пъ скользящий блок 5 перемещается влево до тех пор,
пока гайка 7, сидящая на скалке поршня 77 2, не упрется в корпус гидро-
цилиндра, что соответствует нулевому эксцентрицитету насоса. Пусковой
Фиг. I, 207. Гидравлическая
схема горизонтально-протяж-
ного станка мод. 7А510.
золотник З3 в позиции «Стоп», сообщая напорный и всасывающий трубо-
проводы, устраняет неточность установки скользящего блока в нейтраль-
ном положении.
При включении электромагнита Эмх золотника Зх управления масло
от насоса Нх дополнительно поступает к поршню 77 3 и правому торцу
пускового золотника З3. В результате скользящий блок перемещается
влево от упора 2, соответствующего эксцентрицитету рабочего хода.
Одновременно пусковой золотник З3 под действием пружины переместится
в позицию «Пуск» и масло от регулируемого насоса Нр по трубопроводу а
будет поступать в штоковую полость рабочего гидроцилиндра.
По окончании рабочего хода включается электромагнит Эм2 золот-
ника Зх управления, рабочие полости поршней 77 2 и П3 сообщаются с ба-
ком. Скользящий блок 5 под действием подпорного поршня П1 пере-
мещается вправо до упора 3, соответствующего установке эксцентрици-
тета обратного хода. Масло от насоса Нр будет поступать по трубопроводу б
через дифференциальный золотник ДЗ в бесштоковую полость рабочего
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ
717
гидроцилиндра. Из штоковой полости масло также поступает в бесштоко-
вую полость рабочего гидроцилиндра, чем обеспечивается быстрый обрат-
ный ход.
Работа гидравлического привода подвода и отвода протяжки согласо-
вана с работой рабочего гидроцилиндра и ясна из приведенной схемы.
Фиг. I, 208. Общий вид вертикально-протяжно го станка для внутреннего протя-
гивания:
1 — станина; 2 — электродвигатель; 3 — гидравлический привод; 4 — основание;
5 — рабочая площадка; 6 — тумба; 7 — стол; 8 — охлаждение; 9 — рабочая каретка;
10 — вспомогательная каретка.
При нейтральном положении золотника З3 (4Г73-34) масло от насоса Н
(БГ11-13) перекачивается через клапан 6 (Г-54) в бак. Скорость отвода
протяжки регулируется дросселем Д.
В вертикальных протяжных станках для внутреннего протягивания
протяжка движется сверху вниз сквозь заготовку и захватывается патро-
ном, закрепленным в нижней части рабочей каретки (фиг. I, 208). Кроме
рабочей каретки, имеется вспомогательная, которая предназначена для
подвода и отвода протяжки и удержания ее отвесно над заготовкой с по-
мощью автоматического патрона.
218
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
После ввода протяжки в заготовку и в рабочий патрон вспомогатель-
ная каретка останавливается. Снизу протяжка автоматически захваты-
вается рабочим патроном и после включения хода рабочей каретки протя-
гивается сквозь заготовку. Затем деталь снимают со стола. При обратном
ходе, когда каретка доходит до верхнего положения, рабочий патрон авто-
матически освобождает протяжку. Одновременно патрон вспомогатель-
ной каретки автоматически захватывает протяжку и поднимает ее над
]спомаьательная каретка
Фиг. I, 209. Гидравлическая схема
вертикально-протяжного станка для внутреннего
протягивания.
установочным столом настолько, насколько необходимо для установки
новой заготовки. У станков для внутреннего протягивания стол чаще
всего неподвижен, а обрабатываемые заготовки обычно не закрепляются
на столе, хотя при необходимости можно применить для этого крепежные
приспособления.
Вспомогательная и рабочая каретки получают движение от отдельных
гидроцилиндров (фиг. I, 209). Принцип работы гидравлического привода
этого станка аналогичен разобранному выше (см. фиг. I, 207). Отличи-
тельной особенностью данной системы является наличие гидроцилиндра ЦЗ
замедления рабочего хода, который предназначается для установки ве-
личины эксцентрицитета регулируемого насоса Но, соответствующей
замедленному рабочему ходу. Рабочая каретка движется с уменьшенной
скоростью в начале своего хода и в конце, при входе в заготовку зачистных
зубьев протяжки. При включении электромагнита Эмг масло от насоса Нг
поступает в гидроцилиндр ЦЗ замедления. Так как рабочая площадь
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ПРОТЯГИВАНИЯ
219
поршня П4 больше площади поршня П3, скользящий блок 1 регулируемого
насоса перемещается вправо до ограничения хода поршня 774 клиновым
упором 2. Включение электромагнита Эмх производится конечным вы-
ключателем КВЪ управляемым соответствующими кулачками каретки.
В системе имеются, кроме
того, два гидроуправляемых
золотника Зх и 32, которые
соединяют рабочие полости
гидроцилиндра с регулируе-
мым насосом только во время
рабочего хода. Избыточный
объем масла из штоковой
полости сливается в бак во
время рабочего хода через
гидроуправляемый подпор-
ный клапан 5, создающий
в штоковой полости гидро-
цилиндра противодавление
40—64 б. Дифференциальный
золотник ДЗ, соединяющий
во время обратного хода обе
полости силового гидроци-
линдра с каналом б регули-
руемого насоса, в отличие
от схемы на фиг. I, 207,
управляется золотником З3.
Включение этого золотника
в позицию обратного хода
производится электромагни-
том Эм2, который включается
в конце рабочего хода вместе
с электромагнитом Эм3 золот-
ника 34 управления конеч-,
ным выключателем КВ2. Вспо-
могательная каретка приво-
дится от насоса Ни
Станки для внутреннего
протягивания строятся как
однопозиционными, так и
двух- или многопозицион-
ными. Многопозиционные
станки обычно имеют пово-
ротный стол. Съем обработан-
ной детали с приспособле-
Фиг. I, 210. Патроны для закрепления протяжек
ния, закрепленного на столе,
и загрузка заготовки производятся в таких станках во время резания
на смежной позиции стола или при обратном ходе кареток.
Протяжка соединяется с тяговым устройством каретки протяжного
станка с помощью патрона. На фиг. I, 210, а показан автоматический
патрон для крепления протяжек. Хвостовик протяжки захватывается
кулачками 2, которые сходятся под действием гильзы /, удерживаемой
в положении зажима пружиной 5. В конце обратного хода каретки гильза 1
упирается в торец опорной плиты или в специальный упор, установленный
220
' ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
на опорной плите, и смещается; вследствие этого кулачки раздвигаются
и позволяют свободно вставлять и извлекать протяжку.
На фиг. I, 210, б показан рычажно-кулачковый патрон. В пазах 2
корпуса 9 на осях 3 шарнирно закреплены кулачки 4, соединенные шар-
нирными тягами 7 с кронштейнами 5. В крайнем верхнем положении ко-
нусная часть стола, преодолевая силу пружины 3, нажимает на гильзу 6,
а тяга 7 разводит кулачки. При движении ползуна вниз пружина 8 разжи-
мается и, действуя на гильзу 6 и тягу 7, зажимает хвостовик протяжки
кулачками 4. Для центрирования протяжки в патроне служат сменные
кулачки /.
*	§ 2. ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ ДЛЯ НАРУЖНОГО ПРОТЯГИВАНИЯ
Для наружного протягивания применяют вертикально- и горизонталь-
но-протяжные станки. Наружное протягивание можно осуществлять
также на протяжных станках непрерывного действия.
У горизонтальных станков для наружного протягивания каретка имеет
большой ход, и протягивание обычно производится на них в двух направ-
лениях. На фиг. I, 211 показана принципиальная схема горизонтально-
протяжного станка фирмы Цинциннати (США). Заготовка 7, перемещае-
мая загрузочным транспортером 8 по рольгангу 6, поступает в поворотное
приспособление 5, в кото-
ром заготовка зажимается
и подается в зону обра-
ботки верхней протяжки 9.
Происходит ход каретки
*“ влево, и верхняя протяжка
обрабатывает заготовку.
Затем заготовка поступает
через кантователь 4 в при-
способление 5, в котором
обрабатывается протяж-
кой 10 при перемещении
каретки вправо. После
этого разгрузочный тран-
т _	„	спортер 1 подает готовую
Фиг. 1,211. Схема станка фирмы Цинциннати.	деталь на разгрузочный
рольганг 2,
Вертикальные станки для наружного протягивания отличаются от
вертикальных протяжных станков для внутреннего протягивания иной
конструкцией рабочей каретки и стола, а также отсутствием вспомога-
тельной каретки (фиг. I, 212).
Заготовка закрепляется в приспособлении, устанавливаемом на по-
движном столе /. Протяжка закрепляется при помощи инструментальной
плиты на каретке 2, перемещающейся по вертикальным направляющим
станины 3. Гидравлическая схема станка для наружного протягивания
(фиг. I, 213), мало отличаясь от гидравлической схемы станка для внутрен-
него протягивания (фиг. I, 207, I, 209), обеспечивает производительность
его работы и исключает возможность включения хода каретки до тех пор,
пока стол не займет своего крайнего исходного положения. Последнее
осуществляется в результате того, что включение золотника 32 в позицию
рабочего хода возможно только при крайнем левом положении плунжера
гидроцилиндра стола. Реверсирование каретки возможно только при край-
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ ДЛЯ НАРУЖНОГО ПРОТЯГИВАНИЯ
221
нем правом положении плунжера гидроцилиндра стола (т. е. при отве-
денном столе), так как в противном случае дифференциальный золотник ДЗ
не включится в позицию обратного хода.
Существуют универсальные протяжные станки, предназначенные для
обработки внутренних и наружных поверхностей, например, универсаль-
ный вертикально-протяжной станок мод. 7751У, в котором при наружном
Фиг. I, 212. Продольный разрез вертикально-протяжного станка
для наружного протягивания:
протягивании вспомогательная каретка отключается и находится все
время в крайнем верхнем положении, а заготовка укрепляется в приспо-
соблении на поворотном двухпозиционном столе. Установка и снятие
детали совмещены с рабочим и обратным ходами рабочей каретки.
В массовом производстве для наружного протягивания применяют
высокопроизводительные многопозиционные протяжные станки, а также
протяжные станки непрерывного действия. В многопозиционных станках
в работе участвуют одновременно несколько протяжек. Так, например,
в станке, изображенном на фиг. I, 214, одновременно работают шесть
протяжек. Заготовки крепятся на поворотном столе и поочередно подво-
дятся под непрерывно двигающиеся протяжки.
Фиг. I, 213. Гидравлическая схема вертикально-протяжного станка для
наружного протягивания.
222	ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
Фиг. I, 214. Многопозиционный вертикально-
протяжной станок.
РАСШИРЕНИЕ ТЕ ХНОЛОГИЧЕСКИ X ВОЗМОЖНОСТЕЙ СТАНКОВ
223
Протяжные станки непрерывного действия показаны на фиг. I, 215.
Горизонтальный цепной протяжной станок (фиг. I, 215, а) предназначен
для непрерывной обработки наружной поверхности заготовок, которые
Фиг. I, 215. Схемы протяжных станков не-
прерывного действия.
б)
Фиг. 1,216. Копировальное устройство протяж-
ного станка:
1 и 5 — зажимные приспособления; 2 — протяжка для
предварительной обработки; 3 — копирная рейка?
4 — поотяжка для окончательной обработки.
закрепляются в специальных приспособлениях, установленных на бес-
конечной цепи. Обработка заготовок производится протяжками, закреп-
ленными на верхней части станины; затем обработанные детали автомати-
чески освобождаются из зажимных приспособлений. На некоторых вер-
тикально-протяжных станках непрерывного действия заготовки обра-
батываются во время их вертикального перемещения.
Станок, показанный на фиг. I, 215, б, служит для непрерывного про-
тягивания поверхностей, представляющих собой часть поверхности кру-
гового цилиндра. Протяжки
могут быть расположены
здесь либо в центральной ча-
сти, либо по периферии вра-
щающегося стола.
На станках этих типов
закрепление заготовок и осво-
бождение обработанных де- ,
талей после окончания опе-
рации протягивания произ-
водятся автоматически.
§ 3. РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛО-
ГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ
ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ
На станках для наруж-
ного протягивания можно
обрабатывать поверхности не
только линейчатые, но и
более сложные кривые по-
верхности, если оснастить
протяжной станок копиро-
вальным устройством. Так,
например, фирма Ойльгир
(США) применила в вертикально-протяжном станке копировальное
устройство, которое позволяет изготовлять фасонные детали типа тур-
бинных лопаток (фиг. I, 216).
224
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
На вертикальной стойке станка смонтированы две протяжки, одна 2 —
для предварительной, другая 4 — для окончательной обработки поверх-
ности заготовки. Между протяжками находится копирная рейка 3, повто-
ряющая кривизну требуемого профиля столько раз, сколько зубьев имеет
протяжка для окончательной обработки. Копирная линейка и чистовая
протяжка работают синхронно.
На плите подвижного стола имеется двухместное зажимное приспо-
собление. В левом приспособлении 1 заготовка обрабатывается предвари-
тельно, в правом 5 — окончательно.
Получение сложного профиля поперечного сечения детали при окон-
чательном протягивании обеспечивается копирным устройством, которое
состоит из копирной линейки и роликового щупа, связанного с правой,
подвижной частью зажимного механизма и воспроизводящего на заготовке
профиль, соответствующий профилю кулачков копирной рейки. Постоян-
рейкой обеспечивается пружин-
ным устройством, находящимся
под давлением масла гидроси-
стемы станка, которое в начале
операции составляет примерно
7 6.
Общая сила давления на
копирную рейку во время опе-
рации протягивания составляет
примерно 12500 н.
ныи контакт роликового щупа с этой
Фиг. I, 217. Общий вид вертикально-протяж-
ного станка мод. 763.
§ 4. АВТОМАТИЗАЦИЯ
ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ
Автоматизация протяжных
станков развивается в напра-
влении автоматизации подачи
заготовки к станку, установки
ее на станке в рабочем поло-
жении и снятии готовой детали
со станка, а также автомати-
зации движений, связанных
с подводом инструмента к заго-
товке креплением его в рабо-
чем патроне, направлением его
во время рабочего хода и воз-
вращением в исходное положе-
ние.
Вместе с тем создаются как
для внутреннего, так и для
наружного протягивания новые
протяжные станки с осесимметричной нагрузкой, в которых, как пока-
зали исследования, проведенные в ЭНИМСе, на преодоление сил трения
в направляющих каретки тратится менее 10% развиваемой тяговой силы,
вместо 20—30%, затрачиваемых в протяжных станках обычной кон-
струкции. Последнее объясняется тем, что в станках с симметричной
схемой момент сил, действующих на каретку, отсутствует, поскольку
тяговая сила соосна с силой протягивания. В результате точность
обработки на таких станках повышается в 2—3 раза.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ
225
На фиг. 1,217 показан вертикально-протяжной станок для внутрен-
него протягивания мод. 763, в основу конструкции которого положена
симметричная схема нагружения рабочей каретки. Вес этого станка на 35%
меньше, чем аналогичного станка обычной конструкции мод. 7702В.
Кроме того, загрузка заготовок и выгрузка из этого станка, встроенного
в автоматическую линию, могут производиться через станину. В настоящее
время разрабатывается гамма протяжных станков с симметричной схемой
нагружения рабочей каретки.
Создаются также многопозиционные протяжные станки-автоматы,
выполняющие одну и ту же операцию над несколькими заготовками или
различные операции протягивания последовательно и такие агрегатные
станки-автоматы, на которых производится несколько различных опера-
ций, в том числе протягивание.
Отдельные протяжные агрегаты и протяжные станки встраиваются
в автоматические линии механической обработки. Практически любой
выпускаемый в настоящее время серийный протяжной станок может быть
встроен в автоматическую линию. Однако в связи с тем, что машинное
время при протягивании очень мало по сравнению с любым другим видом
обработки резанием и по отношению к времени, затрачиваемому на уста-
новку заготовки и снятие обработанной детали, протяжной станок в такой
автоматической линии не всегда1 будет в достаточной степени загружен.
Полная загрузка протяжных станков возможна в автоматических
линиях, состоящих из протяжных станков. В последнее время подобные
автоматические линии находят довольно широкое применение для обра-
ботки корпусных деталей. Скорости протягивания в таких линиях дости-
гают 60—90 м/мин. Экономически они более рентабельны, чем линии,
в которых корпусные детали обрабатываются фрезерованием.
Ачеркан 159
ГЛАВА XI
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Шлифовальные станки имеют вращающийся абразивный инструмент.
Эти станки применяют в основном для окончательной (финишной) чисто-
вой обработки деталей, путем снятия с их поверхности слоев металла
с точностью, доходящей иногда до десятых долей микрометра и придания.1
обрабатываемой поверхности высокой чистоты.
На шлифовальные станки поступают заготовки, предварительно обра-
ботанные на других станках с оставлением небольшого припуска под
шлифование, величина которого зависит от требуемого класса точности,
размеров детали и предшествующей обработки.
Успехи последних лет в области усовершенствования шлифовальных
кругов и станков, а также совершенствование заготовительных операций
(прокатывания, штампования, точного литья и т. п.), позволяют во мно-
гих случаях использовать, вместо токарных, фрезерных и других станков
для получистовых операций, высокопроизводительные шлифовальные
станки для предварительного и окончательного шлифования.
На шлифовальных станках выполняют: а) обдирку, разрезку и отрезку
заготовок; б) точную обработку плоскостей, поверхностей вращения,
зубьев колес, винтовых и фасонных поверхностей и т. п.; в) заточку
всевозможного инструмента.
Шлифовальные станки находят применение во всех отраслях машино-
строительной промышленности. По количеству типоразмеров группа
шлифовальных станков общего и специального назначения охватывает
свыше 30% общего количества типоразмеров отечественного парка метал-
лорежущих станков; большая часть типоразмеров приходится на шли-
фовальные станки специального назначения.
Таблица /, 30
Шлифование	Класс	точности
	пределы	средний экономический
Черновое 		3—4	За
Чистовое		1—2а	2
Тонкое 		1	1
В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифования,
шлифовальные станки общего назначения могут быть подразделены на
следующие основные типы: круглошлифовальные; внутришлифовальные;
плоскошлифовальные и бесцентрошлифовальные.
КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
227
Точность поверхностей, обработанных на шлифовальных станках,
зависит от вида операции (круглое наружное шлифование, внутреннее
шлифование и т. д.) и режима шлифования и в среднем характеризуется
следующими показателями (табл. I, 30).
Достижимая чистота отшлифованной поверхности указана ниже от-
дельно для станков различных типов.
§ 1.	КРУГЛОШЛИФСХВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Круглошлифовальные станки предназначены для наружного шлифова-
ния цилиндрических и конических поверхностей и подразделяются на
универсальные и простые (неуниверсальные).
В универсальных круглошлифовальных станках, кроме поворота
рабочего стола на небольшой угол, до ±6°, возможен поворот как детали
(заготовки), так и шлифовального круга за счет поворота передней 3
(фиг. I, 218) и шлифовальной 4 бабок вокруг их вертикальных осей на
4
Фиг. I, 218. Общая компоновка круглошлифовального станка:
1 — станина; 2 — рабочий стол; 3 — передняя бабка (бабка детали); 4 — шлифоваль-
ная бабка; 5 — задняя бабка.
большой угол, что позволяет шлифовать на этих станках конусы с боль-
шим углом при вершине, а также торцовые плоскости. Кроме того, универ-
сальные круглошлифовальные станки обычно снабжаются дополнитель-
ной бабкой для шлифования отверстий.
В простых круглошлифовальных станках возможен поворот только
рабочего стола на угол до ±6°; эта возможность используется при шлифо-
вании конусов с малым углом при вершине.
Круглошлифовальные станки характеризуются наибольшим диаметром
устанавливаемой заготовки детали и ее длиной. Для станков общего назна-
чения (табл. I, 31) наибольший диаметр заготовки колеблется в пределах
100—1600 мм, а наибольшая длина устанавливаемой заготовки в пределах
150—12 500 мм.
Современные круглошлифовальные станки работают по полуавтомати-
ческому или автоматическому циклу и могут использоваться в условиях
массового, серийного и единичного производства. На многих станках
15*
228
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Таблица /, 31
Круглошлифо- вальный станок		Модель	Наибольший диа- метр детали в мм	Наибольшая длина детали в мм	Числа оборотов детали в минуту	Мощность электро- двигателя привода шлифовального круга в кет	Вес станка в кн
		310, 310П	100	150	100—800	0,7	4,5
		ЗА110	140	200	75—750	1,7	12
		ЗБ12	200	500	50—600	2,8	26
		3A130	280	700	50—400	2,8	35
Универсальный		3131 3140		1400 1000			50 68
			400		40—350	7,0	
		ЗА141		2000			93
				1400			
		-И	560				10,0	98
				2000			
		ЗА150У	100	200	75—750	2,8	12
		ЗА153У	140	500	75—750	4,5	23 z
		ЗБ151	200	700	60—240	7,0	31
		ЗБ161	280	1000	60—240	70	39
		ЗГ161		2000			
		ЗА 164	400	2000	40—140	14,0	98
		ЗА164Б, ЗА164А		1400, 2800			80
Неуниверсальный<		ЗА172	560	4000	12—120	20,0	215
		ЗА172Б		2800			176
		ЗА174	800	6000	8—80	20,0	275
		ЗА174Б		4000			233
		♦	1100	4000	8—40	20,0	390
				8000			780
		*	1600		6—40	28,0	
				12 500			980
* Подготовляется к серийном^ выпуску взамен прежней модели.
______________________________________ f--------------------
этого типа предусматривается возможность установки устройств актив-
ного контроля. Поверхности, обработанные на круглошлифовальных
станках, имеют шероховатость: после чернового шлифования 4—5-го
классов, после чистового 7—8-го классов, после тонкого шлифования
8—Н-го классов чистоты.
На фиг. I, 219 показана гидрокинематическая схема круглошлифо-
вальных станков мод. ЗА151 и ЗА161. На этих станках можно производить:
1)	продольное (фиг. I, 220, а) и врезное (фиг. I, 220, б) шлифование
при ручном управлении;
2)	продольное шлифование до упора с автоматической поперечной
подачей во время реверсирования стола;
3)	врезное шлифование до упора при полуавтоматическом цикле ра-
боты.
КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
229
230
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Шлифовальный круг получает вращение от электродвигателя D± (N =
= 7 кет, п = 930 об/мин) через клиноременную передачу со сменными
шкивами. Для повышения чистоты поверхностей, обрабатываемых спосо-
бом врезного шлифования, шпинделю шлифовальной бабки может быть
сообщено осевое колебательное (осциллирующее) движение при помощи
червяка 4 (фиг. 219) и винтового зубчатого колеса 3, на оси которого
закреплен эксцентрик.
Эксцентрик через рычаг 5 сообщает шпинделю колебательное движе-
ние с частотой 40 де. ход/мин и амплитудой в пределах 0—3,4 мм. Выклю-
чение осциллирующего движения шлифовального шпинделя производится
либо рукояткой 2, либо гидроцилиндром 1.
Фиг. 1,220. Схемы шлифования на круглошлифовальных - v...
станках:
а — продольное шлифование; б — врезное шлифование. (vu — кру-
говая подача; Si — л род ольная^ подача; s2 — поперечная подача;
vK — скорость вращения шлифовального круга).
Электродвигатель D2(N = 0,76 кет) через две клиноременные пере-
дачи и поводковую планшайбу вращает заготовку детали со скоростью
63—400 об/мин.
Продольное возвратно-поступательное движение стол может получать
либо от механизма ручного перемещения (маховичок 13, цилиндрические
14 /	28 X 12	4
зубчатые передачи ( или	реечное колесо z = 10, сцепленное
с рейкой), либо от гидравлического привода, через штоки гидроцилиндра 7.
Гидравлическое перемещение стола включаетсй после включения
насосной станции, установкой золотника Зг в позиции «продольный ход».
Масло от насосной станции через золотник Зх, обратный клапан 14,
золотник З3 и реверсивный гидроуправляемый золотник 32 направляется
в левую полость гидроцилиндра. Одновременно масло от золотника Зх
направляется через кран перегона стола 12 в гидроцилиндр 10 блокировки
механизма ручного перемещения стола, который выключает кулачковую
муфту Мх.
Из правой полости гидроцилиндра 7 масло вытесняется через золот-
ники 32, З3, 34, дроссель Дх, подпорный клапан 15 в бак. Скорость пере-
мещения стола определяется настройкой дросселя. Реверсирование стола
производится автоматическим переключением вспомогательного золот-
ника 35 при помощи переставных упоров 6. В результате реверсирования
золотника 35 золотник 32 перекладывается в позицию «Влево» и масло
от золотника 32 направляется в правую полость гидроцилиндра 7. Дрос-
сели Д2 служат для регулирования задержки стола при реверсировании,
а дроссели Д3 — для регулирования плавности разгона стола после ре-
версирования.
КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
231
Для удобства наладки станка предусмотрена возможность перегона
стола вправо и влево при отведенной шлифовальной бабке и выключенном
гидравлическом перемещении стола. При этом золотник Зг устанавливается
в позицию «Стоп», а золотник 36 в позицию «Отвод». Масло из левой по-
лости гидроцилиндра 8 после отвода шлифовальной бабки направляется
через золотник Зг к золотникам З3 и 37, сжимая пружины, переключает
их во вторые позиции; тем самым подготовляется возможность соединения
напорного канала золотника 32 с насосом Ни а сливного*канала —
с баком. При наклоне рукоятки крана 12 в желаемую сторону перегона
происходят указанные соединения и одновременно с этим подается масло
к гидроцилиндру 10 для выключения механизма ручного перемещения
стола. Скорость перегона стола определяется углом наклона рукоятки
крана 12. При освобождении этой рукоятки кран 12 устанавливается
в нейтральное положение, перекрывая напорную и сливные полости
золотника 32 и соединяя между собой через золотник 3± обе полости
гидроцилиндра 7, а гидроцилиндр 10 — с баком.
При правке круга золотник 34 устанавливается в позицию «Правка».
При этом гидроцилиндр 1 выключает осциллирующее движение шпинделя
и сливная полость золотника 32 соединяется с баком через дроссель Д4,
определяющий скорость продольного перемещения стола при правке круга.
Автоматическая периодическая подача при шлифовании осуществляется
з данном станке либо от храпового механизма, включением золртника 38
з позицию «Подача от храпового механизма», либо от механизма врезания
включением золотника 38 в позицию «Подача от механизма врезания».
Для осуществления периодической подачи золотник (кран) 39 устанав-
ливают в одно из следующих положений: подача на каждый ход; подача
при левом реверсировании стола; подача при правом реверсировании стола.
При подаче от храпового механизма в момент реверсирования стола
масло от золотника Зб через золотники 39, 310 и 38 поступает к гидро-
цилиндру 11. Поршень гидроцилиндра перемещается вправо, и собачка,
укрепленная на нем, поворачивает храповое колесо z = 200 на некоторое
число зубьев. Далее движение передается через конические передачи
20 21
— --gj- гайке ходового винта. После осуществления подачи золотник
310 производит реверсирование и соединяет гидроцилиндр И со сливным
каналом золотника 35, а пружина гидроцилиндра 11 возвращает собачку
с поршнем в исходное положение. Реверсирование золотника 310 задер-
живается демпферами Dr и D2.
При подаче от механизма врезания масло в момент реверсирования
стола от золотника 35 через' золотники 39, 310 и 38 поступает к золот-
нику Зи, переключая его в позицию а\ дозатор соединяется со сливной
полостью гидроцилиндра 9 механизма врезания. Так как в процессе шли-
фования бабка подведена к заготовке детали, то масло из гидроцилиндра 8
может поступать в верхнюю полость гидроцилиндра 9. При движении
поршень-рейка гидроцилиндра 9 поворачивает колесо z = 36, на торце
которого имеется копир, ограничивающий продвижение поршня гидро-
цилиндра 8. При повороте колеса z = 36 копир предоставляет возмож-
ность поршню гидроцилиндра 8 продвигаться в направлении заготовки.
Угол поворота зубчатого колеса с копиром определяется количеством
масла, выдавливаемым из гидроцилиндра 9 в дозатор, объем которого
настраивается упором.
После того как дозатор заполнится, срабатывает золотник 310, соеди-
няя управление золотника Зп с баком. Золотник Зы под действием
232
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
пружины возвращается в позицию б, и дозатор, соединяясь с баком,
вновь готов для приема масла.
Врезное шлифование производится при установке золотника З13
в позицию «Непрерывная подача». При этом продольная подача выклю-
чается, а нижняя полость гидроцилиндра 9 соединяется через золотник 312
с дросселями скорости врезной подачи. Если круг не вошел в соприкос-
новение с деталью, то поворотом втулки дросселя Dt увеличивают рабо-
чую подачу для сокращения времени «шлифования воздуха». При осво-
бождении рукоятки втулки дросселя она возвращается в исходное поло-
жение, и скорость подачи будет определяться настройкой дросселя О5.
§ 2.	ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Внутришлифовальные станки предназначены для шлифования отвер-
стий цилиндрической и конической формы. На этих же станках обычно
шлифуют торцы заготовки. Обработкой на внутришлифовальных станках
достигается шероховатость поверхности 6—7-го классов после чернового
и 7—8-го классов чистоты после чистового шлифования.
Основным размером, характеризующим внутришлифовальный станок,
является наибольший диаметр шлифуемого на нем отверстия (табл. I, 32).
Таблица /, 32
Внутришлифоваль- ные станки	Модель	Наибольший диа- метр шлифованного отверстия в мм	Числа оборотов детали в минуту	Мощность электро- двигателя в кет	/ Вес в КН
Универсальный	ЗА225 *	25	600—800	1,0	12
	ЗА227	эи 100	125—1250	2,8	27
	ЗА228	200	85—600	4,5	39
	ЗА229	400	40—400	7,0	54
	3A230	800	20—230	7,0	64
Полуавтомат с	ЗА225Б	16		0,7	12
промером ка-	ЗА227Б	65	445—1350	2,8	29
либром	ЗА228Б	125	270—1100	4,5	39
Полуавтомат	ЗА229Б	250	67—500	7,0	55
	ЗА230Б	500	20—230	7,0	68
Автомат с проме-	ЗА225Б	16	920—2200	1,0	13
ром калибром	ЗА226А	32	770—200	2,0	16
	ЗА227А	65	445—1350	2,8	30
	ЗА228А	125	270—1100	4,5	39
С планетарным	*	320X 500	Обороты гильзы 40—100	4,5	44
вращением	*	(х длина обработки) 500Х 1000	10—53	14,0	118
	*	800X 2000	8—40	14,0	157
Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
233
По расположению шпинделя различают горизонтальные и вертикальные,
по характеру движения круговой подачи — обычные и планетарные вну-
тришлифовальные станки.
В станках обычного типа имеются следующие движения подачи
(фиг. I, 221):
а)	круговая подача vu, осуществляемая вращением заготовки;
б)	продольная подача sx — возвратно-поступательным движением за-
готовки или шлифовального круга;
в)	поперечная подача s2 — периодическим перемещением бабки шли-
фовального круга.
В станках планетарного типа, предназначенных для обработки отвер-
стий в заготовках несимметричной формы и тяжелых, круговая подача
Фиг. 1, 221. Схемы внутреннего шлифования:
а — при вращающейся заготовке; б — при неподвижной заготовке.
(vu, фиг. I, 221, б) создается вращением оси шлифовального круга / отно-
сительно оси обрабатываемого отверстия по окружности. Продольная
подача получается за счет возвратно-поступательного движения либо
шлифовального круга, либо стола станка с закрепленной на нем обраба-
тываемой заготовкой. Поперечная подача s2 осуществляется периоди-
ческим радиальным перемещением оси шлифовального круга таким обра-
зом, что после каждого его двойного хода радиус окружности, описывае-
мой шлифовальным шпинделем вокруг оси обрабатываемого отверстия,
увеличивается.
Для станков обоих типов характерны следующие механизмы: привод
шлифовального круга, механизм круговой подачи, механизм продоль-
ной подачи, механизм поперечной подачи.
Привод шлифовального круга. Внутришлифовальные
шпиндели работают с высокими и сверхвысокими угловыми скоростями
до 150 000 об/мин. Чем меньше диаметр круга, тем больше, как правило,
число оборотов шпинделя. Во внутришлифовальных станках абразивный
круг приводится одним из следующих способов.
1.	Плоскоременной передачей от электродвигателя переменного тока,
а в отдельных случаях — на станках средних и крупных размеров —
клиноременной передачей. При ’ использовании хлопчатобумажных рем-
ней можно получить, как правило, 18 000—22 000 об/мин шлифовального
шпинделя, дальнейшее увеличение оборотов ограничивается механиче-
ской прочностью и возврастающими вибрациями ремней. Хлопчатобумаж-
ные ремни работают удовлетворительно при скоростях ниже 30 м/сек.
Шелковые ремни применяют иногда при скоростях до 45—50 м/сек.
В последнее время появились прочные и эластичные ремни из найлона,
пригодные для работы со скоростями до 50 м/сек. Комбинированные ремни
из пластмассы (полиамидов) и хромовой кожи допускают работу со ско-
234
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
ростями до 65 м/сек. С еще более высокими скоростями могут работать
комбинированные ремни из перлона и мягкой хромовой кожи. Перлон
придает ремню высокие механические свойства, а хромовая кожа повы-
шает коэффициент трения ремня на ободе шкивов. Такие ремни могут
работать со скоростью до 100 м/сек.
2.	Посредством пневматического привода (воздушной турбинкой),
который позволяет получить до 65 000—80 000 об/мин шлифовального
круга. Однако пневмопривод имеет нежесткую скоростную характери-
стику, что затрудняет в ряде случаев получение поверхности достаточно
высокой чистоты. Кроме того, работа пневматического привода сопрово-
ждается характерным неприятным шумом. Недостатками этого привода
Фиг. I, 222. Электрошпиндель на опорах с воздушной смазкой.
объясняется ограниченное применение его во внутришлифовальных стан-
ках, несмотря на то, что он позволяет бесступенчато регулировать число
оборотов круга и обеспечить охлаждение самой головки.
3.	В последние годы нашли широкое распространение электрошпин-
дели с приводом от высокочастотного электродвигателя, расположенного
соосно со шпинделем круга (фиг. I, 222). Электрошпиндели могут иметь
12 000, 18 000, 24 000, 36 000, 48 000 и до 144 000 об/мин. Плавный ход
электрошпинделя при высокой' скорости вращения обеспечивает более
высокие чистоту и точность обработанной поверхности. Однако измене-
ние числа оборотов электрошпинделя представляет некоторые трудности.
4.	Помимо описанных типов привода шлифовального шпинделя вну-
тришлифовальных станков, можно использовать гидравлический привод.
В качестве гидродвигателя могут применяться винтовые гидродвигатели 1
(фиг. I, 223), которые монтируются за одно целое со шлифовальным
шпинделем 2, компактны в радиальном и осевом направлениях, обладают
жесткой скоростной характеристикой, допускают большие скорости
(30 000—35 000 об/мин), бесшумны в работе и позволяют простыми сред-
ствами бесступенчато изменять число оборотов шпинделя.
В приводах первых трех типов применяют преимущественно радиаль-
но-упорные шарикоподшипники высоких классов точности со смазкой
масляным туманом. В последние годы в опорах внутришлифовальных
ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
235
шпинделей начали применять также аэро- и гидродинамические подшип-
ники.
Опоры шпинделя с воздушной смазкой (фиг. I, 222) допускают окруж-
ную скорость на шейках вала до 100ж/сек при нагрузке до 50 н!см2
(5-105кЛи2) площади проекции подшипника. Отсутствие механического
трения между шейкой вала и вкладышем (они разделены слоем воздуха)
практически исключает их износ. В подшипники 1 подается по каналам 2,
3, 4, 5 чистый воздух. Повышенное давление воздуха в смазочном зазоре
Фиг. I, 223. Шлифовальный шпиндель с гидродвигателем конструкции
НИИТракторосельхозмаш (ГВШ-9).
обеспечивает защиту от проникновения абразивной и металлической
пыли и охлаждающей жидкости. Через отверстие 6 подается воздух для
охлаждения электродвигателя.
Механизм круговой подачи. Как указывалось выше,
во внутришлифовальных стайках круговая подача осуществляется обычно
вращением шлифуемой заготовки, скорость которой может регулироваться
как ступенчато, так и бесступенчато. Ступенчатое регулирование скорости
заготовки производится либо ступенчатошкивной ременной передачей
от односкоростного электродвигателя, либо многоскоростным электро-
двигателем в сочетании со ступенчатошкивной клиноременной передачей,
либо посредством зубчатой коробки передач с ременной передачей в послед-
нем звене кинематической цепи.
Для бесступенчатого регулирования скорости вращения шлифуемой
заготовки используются либо механический вариатор, либо электропри-
вод постоянного тока с бесступенчатым регулированием скорости двига-
теля, либо бесступенчато регулируемый гидравлический привод вращения.
Многие внутришлифовальные станки имеют устройство для торможе-
ния шпинделя детали.
236
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
В станках второго типа круговая подача осуществляется планетарным
движением шлифовального круга (фиг. I, 224, а). При вращении
барабана 1 ось шлифовального шпинделя 2, расположенная эксцентрично
относительно оси барабана, совершает круговое движение. При этом
ось барабана 1 совпадает с осью шлифуемого отверстия, а необходимый
радиус кругового Движения устанавливается внутренним эксцентричным
барабаном 3.
Механизм продольной подачи. Продольная подача
во внутришлифовальных станках может осуществляться возвратно-по-
ступательным движением либо шлифовальной бабки, либо бабки детали.
Для этого, как правило, применяется гидравлический привод, подобный
приводу, используемому в плоскошлифовальных станках (см. стр. 239).
Однако встречаются станки, в которых для этой цели применен кулис-
ный механизм.
Механизм поперечной подачи. Все внутришлифо-
вальные станки имеют механизмы автоматических поперечных подач,
которые обеспечивают либо периодическую подачу, либо непрерывную
подачу с постоянной или переменной (в пределах одного цикла обработки)
скоростью подачи.
Периодическая подача производится в большинстве случаев с помощью
храпового механизма, приводимого в действие упорами.
Механизмы непрерывной подачи имеют независимый электро- или
гидромеханический привод. В обычных внутришлифовальных станках
механизм поперечных подач сообщает перемещение либо бабке детали,
либо шлифовальной бабке. Оба эти варианта конструкции применяются
одинаково широко.
В станках планетарного типа поперечная подача осуществляется
поворотом внутреннего эксцентричного барабана 3 (фиг. I, 224, б) по отно-
шению к внешнему эксцентричному барабану /; вследствие этого увели-
чивается радиус цилиндрической поверхности, описываемой осью шпин-
деля 2. Поворот производится храповым механизмом 4 через червячную
передачу 5, дифференциал 6, зубчатые колеса 7, 8, 9 и 12, 11 на червяч-
ную передачу 10, колесо которой заклинено на внутреннем барабане.
ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
237
Обрабатываемая заготовка крепится на универсаль-
ном внутришлифовальном станке самоцентрирующим трехкулачковым
патроном с ручным или механизированным зажимом.
На внутришлифовальных автоматах и полуавтоматах для этой цели
применяют мембранные, цанговые патроны или другие зажимные при-
способления, тип и конструкция которых определяется конфигурацией
обрабатываемой заготовки, с пневматическим или гидравлическим при-
водом.
На столах станков планетарного типа заготовки закрепляют обычно
с помощью упорных и прижимных планок.
§ 3.	ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Наибольшим распространением пользуются в настоящее время плоско-
шлифовальные станки следующих типов:
1.	Станки с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем
(фиг. I, 225). В станках этого типа стол получает возвратно-поступатель-
ное движение продольной подачи (tQ (см. фиг. I, 226, а). Бабка шлифо-
Фиг. I, 225. Плоскошлифовальный станок мод. ЗБ772 с прямоугольным
столом и горизонтальным шпинделем:
1 — станина; 2 — стойка; 3 — шлифовальная бабка; 4 — рабочий стол.
валыюго круга за каждый ход стола получает периодическое поперечное
перемещение $! на ширину шлифования. После обработки всей плоскости
шлифовальный круг получает вертикальную подачу s2.
2.	Станки с прямоугольным столом и вертикальным шпинделем
(фиг. I, 227). В таких станках круг обрабатывает заготовку своим торцом
по всей ее ширине за один или несколько ходов стола (фиг. I, 226, б)
и периодически получает вертикальную подачу s2.
238
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиг. L 226. Схемы основных движений в плоскошлифовальных станках.
Фиг. 1,227. Плоскошлифовальный станок с прямоугольным
столом и вертикальным шпинделем:
1 — станина; 2 — рабочий стол; 3 — ограждение стола; 4 — стойка;
5 — шлифовальная бабка.
ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
239
3.	Станки с круглым столом и горизонтальным шпинделем (фиг. I, 228).
Возвратно-поступательное движение подачи sx (фиг. I, 228, в) в станках
этого типа сообщается либо шлифовальному кругу, либо столу. При этом
стол получает круговую подачу vu. Вертикальное перемещение s2 стола
или шлифовальной бабки является установочным.
4.	Станки с круглым столом и вертикальным шпинделем (фиг. I, 229),
в которых, в отличие от плоскошлифовальных станков с прямоугольным
столом и вертикальным шпинделем, стол получает вращательное движе-
ние круговой подачи vu (фиг.
I, 226, д).
Шероховатость поверхно-
стей, обработанных на плоско-
шлифовальных станках после
чернового шлифования, дости-
гает 5—7-го классов, после чи-
стового 7—8-го классов и после
тонкого шлифования 8—9-го
классов чистоты.
Основная техническая харак-
теристика плоскошлифовально-
го станка—размеры стола даны
в табл. I, 33. Эти типы станков
имеют следующие основные ме-
ханизмы: привод шлифоваль-
ного круга, механизм продоль-
ных подач, механизм попереч-
ных подач, механизм вертикаль-
ных<подач и привод стола (для
станков с круглым столом).
Шлифовальный круг
в плоскошлифовальных станках
приводится: а) от электродви-
гателя, встроенного в корпус
шлифовальной бабки соосно'со
шпинделем шлифовального кру-
га — наиболее распространен-
ный тип привода; б) от электро-
двигателя через ременную пере-
дачу — в отечественных станках
ках третьего типа (фиг. I, 228);
Фиг. I, 228. Плоскошлифовальный станок
мод. ЗБ740 с круглым столом и горизонтальным
шпинделем:
1 —' станина; 2 — стойка; 3 — шпиндельная бабка;
4 — стол; 5 — люлька; 6 — каретка.
этот привод применяется только в стан-
в) от электродвигателя через зубчатые
передачи — в отечественных станках не применяется.
Механизм продольных подач. В станках с прямо-
угольным столом продольная подача осуществляется, как правило,
в форме возвратно-поступательного перемещения стола по направляющим
станины от гидравлического привода; только в станках малого и среднего
размера предусматривается механизм для ручного перемещения стола.
Принципиальная схема таких механизмов подобна применяемой на круг-
лошлифовальных станках (см. стр. 229), но позволяет получить только
одну скорость перемещения стола.
Продольная подача, осуществляемая перемещением шлифовальной
бабки, нашла применение лишь в отдельных моделях станков специаль-
ного назначения. Скорость продольного перемещения стола при гидра-
влическом приводе находится в пределах 20—40 м!мин.
240
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
В плоскошлифовальных станках с круглым столом механизм продоль-
ных подач отсутствует.
Механизм поперечной подачи имеют только станки
с горизонтальным шпинделем. Поперечную подачу могут получать:
а)	подвижная шлифовальная бабка — в отечественных станках с пря-
моугольным столом, а прежде и в некоторых моделях станков с круглым
столом (в настоящее время уже не изготовляются);
б)	подвижной стол — в станках с круглым столом и в отдельных мо-
делях станков с прямоугольным столом (мод. ЗБ70);
Фиг. I, 229. Плоскошлифовальный станок с круглым столом и вертикальным
шпинделем.
в)	подвижная колонка, на которой смонтирована шлифовальная
бабка — в специальных плоскошлифовальных станках.
Автоматическая поперечная подача производится посредством гидрав-
лического привода, ручная подача — посредством винтового механизма.
В станках с прямоугольным столом предусматриваются, как правило,
поперечные подачи, ручная и автоматические — периодическая и непре-
рывная.
Периодическая подача предназначается для поперечного перемещения
шлифовальной бабки в процессе шлифования и осуществляется за каждый
одинарный или двойной ход^стола подобно тому, как это делается в круг-
лошлифовальных станках (см. фиг. I, 219). Величину подачи можно регу-
лировать начиная от 1,5—3 мм до 0,8 мм высоты шлифовального круга.
Непрерывная подача — в пределах 0,3—1,5 м!мин — предусмотрена для
правки шлифовального круга и для установочных перемещений шлифо-
вальной бабки.
ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬН ЫЕ СТАНКИ
241
Таблица /, 33
Плоскошлифовальные станки	Модель	Размеры стола в мм	Скорость продоль- ной по- дачи в м/мин или кру- говой в об/мин	Мощность привод- ного электро- двигателя в квпг	Вес в кн
С прямоугольным столом:		125X400			
с горизонтальным шпинделем	ЗБ70		До 20	1,0	9
	ЗБ71	200X630	3—20	2,8	17
	ЗБ722	320X1000	3—38	10,0	67
	ЗБ724	400X 2000	3—30	28,0	157
с вертикальным шпинделем	*	125X400	До 20	1,7	8
	ЗЕ71	200x630	3—20	2,8	13
	ЗБ732	320Х1000	3—35	14,0	63
	*	400X1250	3—30	28,0	118
	*	630X2000	3—30	28,0	176
С круглым столом:			80—300		15
с горизонтальным шпинделем	*	0 200		4,5	
	*	0 400	30—210	7,0	37
	ЗА741	0 800	14—105	7,0	53
с выдвижным столом и вер-	*	0 500	15—60	14,0	32
тикальным шпинделем	ЗБ756	0 750	6—29,5	28,0	63
	♦	0 1600	3—15	40,0	157
Карусельного типа:				17,0	195
с горизонтальным и верти-	3762	0 1000	6—35		
кальным шпинделями					
с двумя шлифовальными баб-	3763	0 1600	4—35	11,5	215
ками на поперечине		0 2500		11,5	274
с двумя шлифовальными баб- ками на поперечине и на	< 3764		3—25		
стойке					
* Подготовляются к серийному выпуску взамен прежней модели.
Механизм вертикальной подачи. Вертикальная
подача во всех плоскошлифовальных станках отечественного производства
и в подавляющем большинстве станков заграничных । моделей осуществ-
ляется перемещением шлифовальной бабки. Встречаются отдельные ино-
странные модели станков малого размера, в которых вертикальная подача
производится перемещением консольного стола.
В плоскошлифовальных станках с прямоугольным столом и горизон-
тальным шпинделем вертикальная подача, как правило, не механизи-
рована. Станки остальных типов имеют, кроме того, механизмы для
автоматической периодической вертикальной подачи. Для этого приме-
няются либо храповые механизмы с приводом от упоров стола через
рычажную систему — в большей части станков, либо гидравлические
механизмы.
16 Ачеркан 159
242
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Величина периодической вертикальной подачи у большинства станков
находится в пределах от 0,002—0,005 до 0,1—0,3 мм на каждый ход стола.
Большинство современных станков имеет также механизм для быстрых
установочных вертикальных перемещений шлифовальной бабки.
Механизм вращения стола. Для вращения круглого
стола в плоскошлифовальных станках применяются приводы со ступен-
чатым и бесступенчатым регулированием следующих типов:
а)	от электродвигателя через механическую зубчатую коробку подач
(три-четыре ступени скорости вращения стола);
б)	от электродвигателя через гидравлическую передачу объемного
регулирования;
в)	от электродвигателя постоянного тока.
В приводах всех типов конечным звеном кинематической цепи служит
клиноременная или червячная передача.
В станках с горизонтальным шпинделем ось вращения круглого
стола, смонтированного в люльке 5 (фиг. I, 228), может поворачиваться
в обе стороны от вертикального положения на угол ±10°. Такая кон-
струкция поворотного стола позволяет обрабатывать не только плоские,
но и выпуклые и вогнутые конические поверхности (см. фиг. I, 226, е).
§ 4. БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиг. I, 230. Схема работы бесцентрового
круглошлифовального станка:
1 — шлифовальный круг; 2 — ведущий круг;
3 — деталь (заготовка); 4 — опорный нож.
По виду обрабатываемых поверхностей бесцентрово-шлифовальные
станки подразделяются на станки для наружного и для внутреннего
шлифования поверхностей вращения. Характерным размером этих стан-
ков является наибольший диаметр шлифуемой поверхности (табл. I, 34).
Поверхности, обработанные на бес-
центрово-шлифовальных станках,
имеют следующую шероховатость:
после чернового шлифования 5—
7-го классов, после чистового 7—
8-го классов и после тонкого шли-
фования 8—9-го классов чистоты.
В бесцентрово-шлифовальных
сТанках, предназначенных для
шлифования наружных поверхно-
стей, заготовка (деталь) 3 (фиг.
I, 230), поддерживаемая ножом 4,
располагается между двумя кру-
гами 1 и 2, из которых один 1 —
шлифующий, вращаясь с окруж-
ной скоростью 30—40 м!сек, сни-
мает припуск с заготовки, а дру-
гой 2 — ведущий круг, вращаю-
щийся с окружной скоростью 10—
50 м/мин, сообщает заготовке вра-
щение (круговую подачу) и продольное перемещение (осевую подачу).
Во внутришлифовальных бесцентровых станках заготовка (деталь) 3
(фиг. I, 231) находится в контакте с опорным роликом /, прижимным 2
и ведущим кругом 5, обрабатывается шлифовальным кругом 4.
Шлифуемая заготовка, расположенная между кругами и поддерживае-
мая опорным ножом или роликами, вращается примерно с окружной
скоростью ведущего круга, так как трение между ведущим кругом и за-
БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
243
Бесцентрово-шлифовальные станки
Таблица /, 34
Наименование станка	Модель	Наиболь- ший диаметр шлифо- ванного в мм	Числа оборотов ведущего круга или ролика в об/мин	Мощность при- водного электро- двигателя в кет	Вес станка в кн
Полуавтомат для наружной об-	ЗГ180	4	55—500	1,0	10
работки	ЗГ182	25	10—170 и 280	7,0	24
	3184	75	10—130 и 220	14,0	37
	ЗГ185	150	15—100 и 200	20,0	64
	3186	250	15—90 и 200	28,0	118
	3187	350	10—65 и 150	40,0	176
Автомат для наружной обра-	3182А	25	10—170 и 280	7,0	25
ботки	3184А	75	10—130 и 220	14,0	41
	3185А	150	15—100 и 200	20,0	69
	6С82	350	15—90 и 245	55,0	245
Внутришлифовальный автомат	(6С85) **	65—175	170—340	7,0	54
	ЗА229С **	250	67—500		
	(Л5463) ***	50	445—1350	2,8	23
	*	100	270—1100	4,5	34
	(6С86)	65—175	170—340	7,0	54
	6С138	120—280	188—520	7,0	78
* Подготовляется к серийному
** С промером калибром.
*** С промером без калибра.
выпуску взамен прежней модели.
готовкой значительно больше, чем между ней и шлифующим кругом,
окружная скорость которого в 75—80 раз больше скорости ведущего
круга.
Существуют и широко используются в практике три метода работы
на бесцентрово-круглошлифовальных станках: метод продольной подачи
(сквозное шлифование, шлифование «напроход», фиг. I, 232, а); метод
поперечной подачи (врезное шлифование, фиг. I, 232, в) и метод шлифо-
вания до упора (фиг. I, 232, г).
Продольная подача сообщается шлифуемой заготовке ведущим кругом
либо вследствие установки его под некоторым углом а к оси шлифоваль-
ного круга (фиг. I, 232, а), либо вследствие наклона опорного ножа на
угол а (фиг. I, 232, б). В том и другом случае продольная подача, как
показано на этих схемах, определяется окружной скоростью ведущего
круга и синусом угла а наклона оси круга или ножа: продольная подача
заготовки (детали)
s — у2 а м/мин,
а ее окружная скорость (скорость круговой подачи)
vd — v2 cos а м/мин,
где и2 — скорость ведущего круга в м/мин и а — угол наклона оси ве-
дущего круга или ножа.
244
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
При черновом шлифовании берут а = 1,5-4-6°, при чистовом а ==
= 0,5-И,5°.
По методу продольной подачи шлифуют гладкие цилиндрические де-
тали (заготовки), а также цилиндрические участки наибольшего диаметра
ступенчатых и фасонных деталей. При шлифовании заготовок, длина
которых во много раз превышает ширину (высоту) круга, тяжелых заго-
товок большего диаметра и узких колец, имеющих высоту значительно
меньше диаметра, применяют подающие механизмы типа валковых, не-
прерывно подводящие заготовки
в зону обработки.
При работе методом продоль-
ной подачи должен быть обеспе-
чен контакт обоих кругов со
Фиг. I, 231. Схема бесцентро-
вого шлифования отверстия:
/ — опорный ролик; 2 — прижим-
ной ролик; 3 — шлифуемая деталь
(заготовка); 4 — шлифующий круг;
5 — ведущий круг.
Фиг. I, 232. Методы бесцентрового шлифования:
I — шлифующий круг; 2 — ведущий круг; 3 — деталь
(заготовка); 4 — опорный нож; 5 — упор.
шлифуемой поверхностью по линии; для этого в первом случае ведущий
круг, а во втором (при наклонном расположении ножа) оба круга,
ведущий и шлифующий, заправляются алмазами по форме однополост-
ного гиперболоида вращения.
Для обеспечения цилиндричности шлифуемую заготовку устанавливают
несколько выше центров шлифовального и ведущего кругов примерно
на 0,15—0,25 диаметра детали, но не более 10—12 лии — во избежание
вибраций.
При шлифовании по методу врезания (фиг. I, 232, в) деталь (заготовка)
3, опирающаяся на нож 4, только вращается; поперечная пбдача (подача
на глубину) производится перемещением ведущего 2 или шлифующего 1
круга в направлении, перпендикулярном к оси обрабатываемой заготовки
с помощью точного ходового винта. Иногда врезная подача осуществляется
за счет соответствующего профилирования ведущего круга, поверхность
которого состоит из секторов /, //, III (фиг. I, 233). Секторы I и III
выполнены по двум окружностям, а сектор II — по архимедовой спирали.
Это позволяет получать поперечную подачу при врезном шлифовании без
БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФОВАЛЬН ЫЕ СТАНКИ
245
перемещения бабок. Весь цикл обработки завершается за один оборот
ведущего круга.
Для бесцентрового шлифования конических или фасонных поверх-
ностей шлифующему кругу или обоим кругам придается с помощью
правки соответствующая форма рабочей поверхности. Загрузка загото-
вок в зону обработки производится в этом случае сверху, а ось ведущего
круга или направляющая линейка (нож) устанавливают с небольшим
наклоном (а 30х) с целью фиксации обрабатываемой детали в осевом
положении между кругами, за счет прижатия ее к фиксирующему упору.
Шлифование врезным способом ведется при различных подачах и глуби-
нах резания. В начале процесса большая часть припуска снимается обра-
боткой с повышенной подачей на глубину, затем эта подача уменьшается,
/
Фиг. I, 233. Схема врезного шлифования при подаче профилем
ведущего круга.
и в конце обработки деталь шлифуется в течение нескольких ее оборотов
без подачи на глубину («выхаживание»).
Шлифование до упора (фиг. I, 232) занимает положение среднее между
сквозным и врезным шлифованием. Этим методом обрабатывают детали
с такими поверхностями, которые ограничивают ее прохождение между
кругами. При подходе шлифуемой детали к упору 5 каретка суппорта
и ведущий круг 2 отводятся от шлифующего круга 1, и деталь 3 удаляется
из рабочей зоны. Удаление детали из рабочей зоны производится иногда
ведущим кругом: для этого на последнем делают продольный паз А
(фиг. I, 233), в который обработанная деталь скатывается с ножа и уда-
ляется.
Поперечная подача и настройка бесцентрово-шлифовальных станков
на заданный диаметр обработки может производиться различными спо-
собами:
а)	перемещением ведущего круга и суппорта с опорным ножом отно-
сительно неподвижной шлифовальной бабки. В таких станках шлифо-
вальная бабка обладает большой жесткостью. Однако подналадка станка
для компенсации износа шлифовального круга или переналадка его на
другой диаметр обработки не всегда возможны без соответствующего
перемещения и настройки загрузочных и измерительных устройств
(фиг. I, 234). Это ограничивает использование таких станков в автомати-
ческих линиях;
б)	перемещением суппорта с опорным ножом и шлифующего круга
относительно неподвижно закрепленной бабки ведущего круга. В этом
случае остаются неудобства, связанные с перемещением суппорта
246
ШЛИФОВАЛЬН ЫЕ СТАНКИ
(см. пункт а), а кроме того бабка шлифовального круга имеет понижен-
ную жесткость;
в)	перемещением бабки 7 шлифовального круга (фиг. I, 235) для
подачи на глубину и компенсации износа круга, а также перемещением
бабки 9 ведущего круга при настройке станка на новый диаметр обработки
относительно неподвижного суппорта с опорным ножом 10, укрепленного
на станине /. При такой компоновке облегчается автоматизация станка.
В некоторых станках подача шлифовального круга на деталь осуществ-
ляется качанием корпуса шлифовальной бабки (с помощью ходового
Фиг. I, 234. Бесцентрово-шлифовальный станок с неподвижной шлифовальной бабкой:
1 — станина; 2 — механизмы правки кругов; 3 — шлифовальная бабка; 4 — суппорт с опорным
ножом; ь — бабка ведущего круга.
винта 5) относительно оси 11, расположенной под шпинделем шлифоваль-
ного круга в каретке 12. Такой способ подачи отличается большой чувстви-
тельностью и обеспечивает перемещения величиной 2 мкм. Гидроцилиндр 4
служит для быстрого подвода и отвода шлифовальной бабки. Подвод
и отвод измерительного прибора активного контроля производятся гидро-
цилиндром 8.
Настройка на новый размер обрабатываемой детали производится
перемещением бабок 7 и 9 с помощью ходовых винтов 2 и 3.
Приводы ведущего круга и механизмов перемещения правильных
приборов 6 позволяют бесступенчато регулировать скорости. Для правки
кругов по заданному профилю, как это бывает нужно для врезного шли-
фования, в механизм правки встраивается копировальное устройство.
Наряду с круглошлифовальными бесцентровыми станками существуют
и резьбошлифовальные бесцентровые станки, в которых шлифующий
круг 1 (фиг. I, 236) имеет кольцевые нитки, шаг которых соответствует
шагу изготовляемой резьбы. Продольная подача, соответствующая шагу
резьбы, настраивается наклоном опорного ножа 3 на угол а, равный
углу подъема резьбы, шлифуемой на заготовке 2, и поворотом оси веду-
щего круга 4 на угол 2а.
в
1
Фиг 1, 235. Продольный разрез бесцентрово-шлифовального автомата.
БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
248
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиг. I, 237. Шлифование
резьбы кругом с шагом
ниток, в два раза боль-
шим шага шлифуемой
резьбы.
Резьба на бесцентрово-шлифовальных станках нарезается (шлифуется)
как по методу продольной подачи — для шлифования резьб, длина ко-
торых больше ширины шлифующего круга, так и с поперечной подачей
методом врезания — для обработки коротких резьб.
Обработку резьбы можно производить также кругами, на которых
кольцевые нитки выполнены с шагом в 2 или 3 раза больше шага шлифуе-
мой резьбы (фиг. I, 237). При этом, если шлифование ведется методом
врезания, то резьба шлифуется не за один
? оборот заготовки, а за два (соответственно за
три) ее оборота.
4 На бесцентрово-шлифовальных станках для
внутреннего шлифования применяют два метода
работы. Метод продольной подачи (сквозное
шлифование) используют для шлифования по-
верхностей с прямолинейной образующей. Для
этого шлифовальному кругу сообщается воз-
вратно-поступательное перемещение относи-
тельно обрабатываемой поверхности (см фиг.
Фиг. I, 236. Схема бесцен-
трового резьбошлифования. При шлифовании по второму методу
методу врезания, применяемому для обработки
фасонных внутренних поверхностей, шлифовальному кругу сообщается
только поперечная подача. Предварительно этот круг профилируют
алмазом соответственно форме требуемой поверхности.
Бесцентрово-шлифовальные станки для обра-
ботки отверстий имеют много общего с обычными
внутришлифовальными станками. Разница заклю-
чается, в основном, в отсутствии жесткого закре-
пления шлифуемой заготовки. Благодаря этому
уменьшаются затраты времени на выверку оси
детали относительно оси вращения шпинделя
бабки детали и на зажим детали в патроне.
Поэтому бесцентрово-внутришлифовальные станки
весьма производительны и находят все большее
применение в автоматических линиях.
Автоматический цикл работы станка этого вида
состоит из следующих элементов: загрузка заго-
товки; зажим между тремя роликами бесцентро-
вой бабки детали; быстрый подвод шлифовальной бабки к заготовке
с замедлением в конце хода; ввод’измерительных ножек прибора актив-
ного контроля в шлифуемое отверстие; быстрый подвод заготовки в по-
перечном направлении до контакта с кругом и черновое шлифование;
выхаживание и вывод шлифовального круга из отверстия; правка круга;
поперечная подача детали на величину припуска на чистовую обработку
с учетом уменьшения диаметра круга при правке; чистовое шлифование;
отвод шлифовальной бабки с кругом в исходное положение; выведение
измерительных ножек прибора активного контроля из обработанного
отверстия; отжим детали; выгрузка детали.
В настоящее время появились бесцентрово-шлифовальные станки, на
которых производится бесцентровое высокоточное копирование наружной
поверхности на внутреннюю и внутренней на наружную, а также наруж-
ной поверхности на наружную или внутренней на внутреннюю. Во всех
случаях обрабатываемая заготовка 1 (фиг. I, 238) плотно прижимается
КРЕПЛЕНИЕ И БАЛАНСИРОВКА ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ
249
к торцу вращающейся планшайбы 2 станка с помощью прижимных ро-
ликов 3 и к опорным башмакам 4 за счет смещения центра вращения за-
готовки относительно центра планшайбы на некоторую величину (0,1—
0,5 мм) в направлении, указанном на фиг. I, 238.
Точность такого копирования очень высока — погрешность лежит
в пределах 1 мкм. По сравнению с центровыми шлифовальными станками
бесцентрово-шлифоваль-
ные станки имеют следу-
ющие преимущества:
а)	производительность
их выше вследствие умень-
шения вспомогательного
времени, связанного с уста-
новкой и выверкой заго-
товки на станке и снятием
детали;
б)	припуски на шлифо-
вание меньше, так как
заготовка самоцентрирует-
ся во время обработки;
в)	допустимо примене-
ние более высоких режи-
мов резания с большим
съемом металла за один
оборот заготовки, так как
опасность ее прогиба от-
Фиг. I, 238. Схемы бесцентрового шлифования
на башмаках.
сутствует;
г)	размеры партии обработанных деталей более стабильны;
д)	возможно шлифование деталей (заготовок) очень малого диаметра
(круглошлифовальные станки);
е)	высокая точность обработки концентрических поверхностей (мето-
дом бесцентрового копирования);
ж)	для обслуживания требуются рабочие невысокой квалификации.
На бесцентрово-шлифовальных станках нельзя обрабатывать поверх-
ности, на которых имеются продольные пазы, если они не заделаны вре-
менными («ложными») вкладышами.
§ 5. КРЕПЛЕНИЕ И БАЛАНСИРОВКА ШЛИФОВАЛЬНЫХ КРУГОВ
Правильное и надежное крепление шлифовального круга на шпинделе
станка способствует безопасности работы и повышению точности и чистоты
обработанной поверхности. В зависимости от типа и конструкции станка,
а также от формы и размеров шлифовального круга применяют различные
способы крепления (фиг. I, 239).
Круги малого диаметра, используемые для обработки отверстий, кре-
пят либо с помощью винтов с посадкой на винт (фиг. I, 239, а) или на
шпиндель (фиг. I, 239, 6), либо путем заливки или наклейки на шпильку
<фиг. I, 239, в).
Круги с небольшим отверстием закрепляют фланцами непосредственно
на шпинделе (фиг. I, 239, г—е). Между зажимными фланцами и кругом
ставят прокладки из упругого материала (картона, резины, кожи и др.)
толщиной 0,5—3 мм. Прокладки должны перекрывать всю зажимную
поверхность фланцев и выступать наружу на 3—5 мм.
250
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Круги с большим отверстием крепят на шпиндель посредством пере-
ходных втулок (фиг. I, 239, ж). Кольцевые круги наклеивают на план-
шайбу 1 (фиг. I, 239, з). Наклеивание или заливку кругов производят
жидким стеклом, серой, бакелитовым лаком, баббитом или свинцом;
соединяемые таким способом поверхности круга и планшайбы или оправки
должны быть шероховатыми и очищены от грязи и жира.
Сегменты закрепляют либо наклеиванием, либо с помощью зажимных
клиньев 1 и винтов 2 и 3 (фиг. I, 239, и). При этом сегмент должен быть
зажат на ширине (высоте), меньшей его толщины.
Перед монтажом на шпинделе станка круг балансируют на оправке,
устанавливаемой на ножах или дисках (фиг. I, 240). Балансировку про-
изводят изменением положения трех балансировочных грузиков 1 в коль-
цевой выточке фланца шлифовального круга.
Станки некоторых типов имеют механизм для балансировки шлифоваль-
ного круга во время работы станка без остановки вращения шпинделя
шлифовальной бабки. На фиг. I, 241 показана кинематическая схема
РАЗНОВИДНОСТИ ШЛИФОВАЛЬН ЫХ СТАНКОВ
251
механизма для балансировки шлифовальных кругов на круглошлифоваль-
ных станках Харьковского станкозавода.
Балансировка прозводится перемещением по окружности с разными
скоростями в одном и том же направлении грузов 1 и 2 посредством ру-
кояток 3 и 4, Одному обороту грузов соответствует 128 оборотов рукоятки 4
или 64 оборота рукоятки 3 в направлении, противоположном вращению
рукоятки 4. Этот механизм
смонтирован в корпусе, прикре-
пленном к фланцу шлифоваль-
ного круга (см. фиг. I, 239, ж).
Фиг. I, 240. Балансировочное при-
способление с дисками.
Фиг. I, 241. Кинематическая схема
механизма для балансировки шли-
фовальных кругов.
Для балансировки необходимо задержать рукой рукоятку 4 до тех
пор, пока круг не будет урацновешен. Если рукоятка 4 не была отпущена
вовремя и из-за этого было пройдено положение минимального дисбаланса,
то вместо рукоятки 4 придерживают рукоятку 3, чтобы вернуть грузы
в положение минимального дисбаланса.
Это положение определяют либо с помощью виброметра, либо по
возмущенной поверхности (ряби) подкрашенной воды, которую наливают
в выемку крышки шлифовальной бабки. При вращении отбалансирован-
ного круга вибрации шлифовальной бабки будут минимальными или
совсем отсутствовать.
§ 6. РАЗНОВИДНОСТИ ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
«
Помимо шлифовальных станков общего назначения, существует боль-
шое число типов разнообразных станков, предназначенных для выпол-
нения определенных операций шлифования как над различными однотип-
ными деталями (заготовками), так и над одной заданной деталью. Среди
таких станков специального назначения наряду с одношпиндельными
встречаются и многошпиндельные, на которых одновременно установлено
несколько шлифовальных кругов и предназначенных для наружного или
внутреннего шлифования поверхностей вращения, для шлифования пло-
ских и кривых поверхностей.
252 -	ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
В зависимости от формы шлифуемой поверхности и назначения разли-
чают следующие наиболее важные типы специализированных станков:
резьбошлифовальные (см. раздел. II, стр. 363), зубошлифовальные (под-
робнее см. ниже, стр. 281), шлицешлифовальные, копировально-шлифо-
вальные, координатно-шлифовальные, торцешлифовальные, сферошли-
фовальные, вальцешлифовальные (для шлифования прокатных валков),
кромкошлифовальные, профилешлифовальные (см. раздел II), заточные
станки (см. раздел II), различные станки для авто- и тракторостроения
(для шлифования коленчатых и распределительных валов, поршневых
колец и т. д.) и станки для шлифования деталей подшипников качения.
ГЛАВА XII
ДОВОДОЧНЫЕ СТАНКИ
§ 1.	ОТДЕЛОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ
Необходимость повышения надежности и долговечности современных
машин заставляет предъявлять все более высокие требования к шерохо-
ватости обработанных поверхностей многих деталей. Шероховатость по-
верхности существенно влияет на важнейшие эксплуатационные свой-
ства деталей — износостойкость, усталостную прочность, сопротивление
коррозии, потери на трение при движении. Так, интенсивный износ тру-
щихся поверхностей, если они обработаны не достаточно чисто, наступает
в результате разрыва масляной пленки на выступах микронеровностей
и возникновения в этих местах сухого или близкого к нему трения.
Впадины микронеровностей так же, как и острые грани и риски на
поверхностях деталей, являются концентраторами напряжений и могут
привести к разрушению детали при длительной эксплуатации. Кроме
того, острые очертания впадин микронеровностей способствуют коррозии.
Поэтому для обработки поверхностей многих ответственных деталей,
с целью получения чистоты высоких классов (V 10 — V12, иногда и выше)
применяют доводочные технологические процессы. К числу таких про-
цессов относятся: хонингование, притирка (лапингование); суперфини-
ширование.
О шероховатости поверхностей, достигаемой с помощью наиболее
широко применяемых отделочных процессов, можно судить по табл. I, 35.
Таблица /, 35
Метод отделк и	Качество поверхности	Обозначение по ГОСТу 2789—59	Высота микро- неровностей Н в мкм
Тонкое точение	Ц}ррохо6агпость\ A/VWV	6—96	1,25 до 12,5
Шлифование	p/wwvwwvy^	76—96	0,9 до 5
Хонингование	(2222222221	96—12в	0,13 до 1,25
Притирка		116—136	0,08 до 0,25
Суперфиниширование	E222Z2Z231	11в—14в	0,01 до 0,25
254
ДОВОДОЧНЫЕ СТАНКИ
Фиг. I, 242. Хонин-
говальная головка:
1 — оправка с абра-
зивными брусками;
2 — конусы, раздви-
гающие бруски; 3 —
корпус головки; 4 и
6 — шарниры; 5 —
пружина, продвигаю-
щая конусы.
§ 2.	ХОНИНГОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Хонингование представляет собой процесс обработки поверхностей
абразивными брусками, закрепленными на внешней или внутренней
поверхности хонинговальной головки (хона) (фиг. I, 242), которая получает
непрерывное вращение в одном направлении и возвратно-поступательное
движение продольной подачи вдоль оси. Радиальная подача производится
путем периодического разжатия брусков хона — при
обработке внутренних поверхностей и сжатия (сближе-
ния) их — при обработке наружных, после каждого
двойного хода хона.
При хонинговании в резании участвует в 100—
1000 раз больше абразивных зерен, чем при шлифова-
нии, а скорость резания меньше в 50—120 раз; при
этом процессе давление абразивного инструмента на
обрабатываемую поверхность в 6—10 раз меньше и
находится в пределах 2 — 9 6 [(2 — 9) • 105 н/м2 ] (чаще
всего — в пределах 24-66). Небольшая скорость реза-
ния и сравнительно небольшое давление при хонин-
говании обеспечивают сравнительно низкую темпера-
туру в зоне резания и тем самым благоприятствуют
повышению чистоты обрабатываемой поверхности.
Хонингование применяется для широкого диапа-
зона размеров: наименьший диаметр хонингуемых
отверстий может быть 3 мм, а наибольший — 1000 мм,
однако эти размеры не являются предельными; длина
хонингуемой поверхности может достигать 30 м
(табл. I, 36).
В зависимости от диаметра обрабатываемой поверх-
ности и размеров брусков количество их в хонинго-
вальной головке варьирует в пределах 1—12 (в одном
ряду). Хонингованием отделывают цилиндрические
поверхности как гладкие, так и пересеченные шпоноч-
ными, шлицевыми пазами или окнами различной фор-
мы, а также конические поверхности и некоторые виды
плоских и фасонных поверхностей.
Хонингованием не только получают высокую чи-
стоту, но и исправляют небольшие дефекты поверх-
ностей (конусность, овальность, бочкообразность отвер-
стий и т. п.).
В процессе работы бруски хона направляются пре-
дварительно обработанной поверхностью, поэтому для
возможности самоустановки хона он соединяется со
шпинделем станка с помощью универсальных шарни-
ров (см. фиг. I, 242). Благодаря этому достигаемая
точность обработки мало зависит от точности станка.
Хонинговальные станки имеют один или несколько шпинделей вер-
тикальных, горизонтальных или ' наклонных. Их строят как универ-
сальными (общего назначения, табл. I, 35), так и специализированными.
Детали длиной до 2000 мм хонингуют, как правило, на вертикальных
станках, детали большей длины — на горизонтальных.
В вертикальных хонинговальных станках создаются условия охла-
ждения хона и отвода отходов хонингования более благоприятны,
ХОНИНГОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
255
Таблица /, 36
Тип станка	Модель	Наибольший диаметр хонин- гования и длина хода в мм	Скорости хонинго- вальной головки в об/мин	Мощность привод- ного электро- двигателя в кет	Вес станка в кн
Вертикальный	*	20X200	625—1295	1,0	8
	ОФ-50	50X200	200—800	1,0	10
	ОФ-38 А	80X320	200—800	1,7	13
	382	125X500	185—515	7,45 (общая)	27
	ЗБ833	165X500	125—375	2,8	10
	*	200X2 000			
Двухшпиндельный автомат:					
вертикальный	ОФ-42	50X320	200—800	1,7X2	24
	ЗБ83	200 X 800	125—365	10X2	98
горизонтальный	*	20X200			
	РТ-57	65X5 000	125—500	7,0	390
	*	80X10 000	100—400	10,0	490
	РТ-59	160X10 000	65—300	14,0	590
	*	200 X 2 500	40—200		
	3826	400Х 10 000	15—100	20,0	780
	*	1000X30 000	10—50	40,0	1960
* Подготовляются к серийному выпуску взамен прежней модели.
поскольку охлаждающая жидкость (эмульсия или керосин) равномерно
распределяется по обрабатываемой поверхности. В горизонтальных стан-
ках охлаждающая жидкость подается с заднего конца медленно вращаю-
щейся детали через глухой кожух и сливается с переднего конца.
С целью устранения прогиба оправки, несущей хон, применяют спе-
циальные поддерживающие подвижные каретки.
В горизонтальных станках, предназначенных для обработки неболь-
ших коротких деталей, хонинговальная головка делается жесткой, а де-
таль удерживают руками или крепят в плавающем приспособлении.
Кинематическая схема привода шпинделя хонинговального станка
мало отличается от схемы привода шпинделя вертикально-сверлильных
станков (см. фиг. I, 121).
Возвратно-поступательное перемещение шпинделя вертикального хо-
нинговального станка чаще всего производится с помощью гидравличе-
ского привода, подобного приводу долбежного станка (см. фиг. I, 201),
но отличающегося от него тем, что скорость поступательного перемещения
шпинделя в обоих направлениях одинакова.
В горизонтальных хонинговальных станках для сообщения хону
продольного перемещения используется привод: электромеханический
с реечной или червячно-реечной передачей в последнем звене; канатный
или цепной; гидравлический.
В вертикальных хонинговальных станках для наружной обработки
зращательное и возвратно-поступательное движения сообщаются хонин-
говальной головке. В горизонтальных хонинговальных станках для
256
ДОВОДОЧНЫЕ СТАНКИ
наружной обработки вращение получает хонингуемая деталь, а хонинго-
вальная головка получает только возвратно-поступательное движение;
В последнее время нашли применение новые методы хонингования
с использованием осциллирующего движения в плоскости резания —
вибрационное хонингование. Оно отличается от обыч-
ного хонингования тем, что к возвратно-поступательному движению хона
добавляется осциллирующее движение с частотой 200—500 дв. ход/мин
и размахом колебаний 2—50 мм\ при этом обычное возвратно-поступа:
тельное движение хона может быть значительно замедлено.
Вибрационное хонингование дает лучшую чистоту поверхности по срав-
нению с обычным хонингованием; характерно для него и меньшее нали-
пание металла на бруски.
§ 3.	ПРИТИРОЧНЫЕ СТАНКИ
Притиркой (лапингованием) называется механическая доводка рабо-
чих поверхностей деталей, выполняемая с помощью специальных абра-
зивных паст и порошков, смешанных со смазкой и нанесенных на поверх-
ность детали или инструмента — притира.
Характер относительного движения при притирке зависит от формы
и других особенностей обрабатываемой поверхности. При этом детали
(заготовке) и притиру стремятся сообщить несколько различных движений,
чтобы траектории абразивных зерен притира не повторялись на обраба-
тываемой поверхности. Это способствует равномерности и высокой произ-
водительности операции притирки (достаточно быстрому удалению ме-
талла с обрабатываемой поверхности), обеспечению не только очень высо-
кой чистоты этой поверхности, но и высокой точности ее.
Слой металла, снимаемый притиркой, обычно имеет толщину 0,003—
0,030 мм, а в отдельных случаях может достигать 0,08—0,1 мм.
В качестве притирающих веществ применяют абразивные порошки
(алмазную пыль, карбид бора, карбид кремния, электрокорунд, наждак)
и пасты (из окиси хрома, окиси алюминия, крокуса, венской извести),
растворенные в смазочных и связующих веществах (бензине, керосине,
нефтяных и растительных маслах, а также в жирах животного происхо-
ждения).
Притиры изготовляют из чугуна (СЧ 18-36, СЧ 21-40), мягкой стали,
красной меди, латуни, твердых пород дерева, а также из закаленной стали
и стекла. Использование медных и стальных притиров ускоряет процесс
притирки, чугунные притиры лучше сохраняют свою форму и обеспечи-
вают малую шероховатость обработанной поверхности, а стеклянные —
высокую производительность при применении мелкозернистого абразива
и лучшую, по сравнению с чугунными притирами, шероховатость поверх-
ности. Очень низкую шероховатость поверхности при окончательной при-
тирке позволяют получить притиры из твердых пород дерева (бук, дуб).
Притирочные станки бывают общего назначения (табл. I, 37) и специа-
лизированные (например, для притирки седел клапанов, шеек коленчатых
валов, кулачков распределительных валиков, зубчатых колес и др.).
Цилиндрические и плоские поверхности чаще подвергаются отделке
на станках общего назначения с помощью одного или двух притиров.
Детали вкладывают в окна сепаратора, форма которых зависит от формы
деталей. Сепаратор с деталями устанавливается эксцентрично между
двумя доводочными дисками (притирами) (фиг. I, 243, а). Благодаря от-
носительному проскальзыванию, обусловленному различными скоростями
ПРИТИРОЧНЫЕ СТАНКИ
257
Таблица /, 57
Наименование станка	Модель	Диаметр диска или наибольший диаметр и длина обра- батываемой детали в мм	Скорости диска или детали в об 1 мин	Мощность привод- ного электро- двигателя в кет	Вес станка в кн	Примечания
Вертикально-до- водочный: однодисковый	* СППД	320 630 (720)	50—70	0,4 2,8	2 7,5	—
двухдисковый	ЗА814 ЗБ816	450 700	39—60 50—100	L0 5,2/7,0	5 37	Верхний диск прижимной, ниж- ний вращающийся
двухпозицион- ный	*	700	50—100	5,2/7,0Х 2		Оба диска вра- щаются, гидра- влический под- жим
Для суперфини- ширования круг- лых деталей	ВС-22 ВС-23 *	320X630 320Х 1400 630 X 2000 %	15—690 15—690 22—250	1,0 1,0 2Д)	19 23 49	Продольное и осциллирующее движения выпол- няются головкой с абразивными брусками С двумя голов- ками для суперфи- ниширования. Вы- полнен на базе круглошлифоваль- ного станка
Для суперфини- ширования шеек колен вала: полуавтомат	СТ-1293	200X 370	72—138 144—276	4,75	20	Одновременная обработка всех шеек абразивны- ми брусками
автомат	2К34 ЗР158	400X1100 400X1100	43—130 43—130	4,5 4,5	54 68	—
* Подготовляются к серийному выпуску взамен-прежней модели.
17 Ачеркан
258
ДОВОДОЧНЫЕ СТАНКИ
вращения доводочных дисков и сепаратора, а также давлению дисков на
обрабатываемую поверхность, абразивные зерна, которыми шаржиро-
ваны поверхности дисков, удаляют с поверхности деталей мельчайшие
частицы металла. Во избежание повреждения притираемой поверхности
сепараторы изготовляют из достаточно мягкого материала (текстолита,
меди и т. п.).
Для притирки сравнительно больших плоскостей применяют станки
с одним диском. Деталь устанавливают в приспособлении, которому с по-
мощью водила сообщается качательное движение по поверхности вращаю-
щегося доводочного диска (фиг. I, 243, б).
Фиг. I, 243. Схемы работы притирочных станков:
а — с двумя дисками; б — с одним диском: / — нижний доводочный диск (при-
тир); 2 — деталь; 3 — верхний доводочный диск (притир); 4 — сепаратор (дер-
жатель деталей); 5 — кривошипный диск (радиус кривошипа регулируется);
6 — шатун; 7 — качающийся рычаг (коромысло).
На фиг. I, 244 показана гидрокинематическая схема универсального
притирочного станка мод. ЗБ816.
Нижний доводочный диск 10 получает вращение от двухскоростного
электродвигателя через клинор^менную передачу со сменными шкивами
(вал Z) и червячную передачу . Движение верхнего доводочного диска 11
з
снимается с вала / второй червячной передачей -gg- и передается цилиндри-
ческими зубчатыми колесами на вал /V, с которого движение может пере-
даваться передвижным колесом z = 33 на вал V и далее через клиноре-
менную передачу к шпинделю VI верхнего доводочного диска 1L Пере-
движное колесо z = 33 на валу V может занимать четыре положения.
При установке его в положение а верхний доводочный диск будет вра-
щаться в одном направлении с нижним диском, но со скоростью, меньшей
на 10%. При сцеплении колеса z = 33 с колесом z = 41 (положение в)
верхний диск вращается в противоположном направлении со скоростью
на 10% большей, чем скорость верхнего диска //. Промежуточным поло-
жением б колеса z — 33 пользуются при работе со свободным верхним
ПРИТИРОЧНЫЕ СТАНКИ
259
диском. Для работы с неподвижным верхним диском передвижное колесо
z — 33 сцепляют с неподвижной рейкой (положение г).
При доводке плоскостей сепаратор с деталями получает принудитель-
ное движение от отдельного электродвигателя (У = 1 кет, п = 930 об/мин)
через клиноременный вариатор, червячную передачу и эксцентричный
палец (кривошип) 5.
Фиг. I, 244. Гидрокинематическая схема притирочного станка мод. ЗБ816.
Правка доводочных дисков производится мелкозернистыми шлифо-
вальными кругами, получающими вращение от отдельного электродвига-
теля (JV = 0,27 кет, п = 2880 об/мин).
Станок работает по следующему циклу. Нажатием кнопки «Разжим
траверсы» включается электромагнит Эм3 золотника Зх. Масло от насоса Н
через обратный клапан 9 и левую позицию золотника Зх поступает в ниж-
нюю полость гидроцилиндра зажима траверсы 3 — происходит освобожде-
ние (разжим) траверсы. Верхний доводочный диск 11 вместе с траверсой
отводится в сторону для загрузки деталей в сепаратор. После этого тра-
верса возвращается в рабочее положение, и нажатием кнопки «Шпиндель
вниз» электромагнит Эм3 выключается — происходит зажим траверсы.
Одновременно включается электромагнит Эмг золотника 32 и золотник 32
перемещается вправо, перекладывая золотник З3 в правую позицию.
Масло через правую позицию золотника З3 и демпфер 1 поступает в верх-
нюю полость гидроцилиндра 4 и одновременно через обратный клапан 7
в нижнюю полость гидроцилиндра 4. Так как верхняя полость этого ци-
линдра имеет большую рабочую площадь, то равнодействующая сила,
17*
260
ДОВОДОЧНЫЕ СТАНКИ
действующая на поршень, будет направлена вниз. Поршень начнет дви-
гаться вниз, вытесняя масло из нижней полости в золотник 34 и через него
в верхнюю полость гидроцилиндра. Под действием вытесняемого масла
золотник переместится в правую позицию и сообщит реле давления РД
с баком. Золотник 34 удерживается в правой позиции до тех пор, пока
перемещается поршень гидроцилиндра 4. Как только поршень с верхним
диском остановится, дойдя до деталей, прекратится перетекание масла
между полостями цилиндра 4. Золотник 34 под действием пружины пере-
местится влево и соединит с напором реле давления РД, которое даст
команду на начало вращения дисков и сепаратора и одновременно вклю-
чит электромагнит Эм2 золотника З3 и отключит электромагнит Эмг.
В результате этого верхняя полость гидроцилиндра 4 соединится с баком,
а давление в его нижней полости будет определяться настройкой клапа-
на 6, который до этого был заперт. Происходит вывешивание верхнего
диска и разгон дисков до рабочей скорости. По окончании разгона вклю-
чается электромагнит Эм1г выключается Эм2 и начинается притирка с рабо-
чим давлением, продолжительность которой определяется по реле времени.
После этого происходит «выхаживание» (отключается Эм± и включается
Эм2), продолжительность которого определяется также по реле времени.
По окончанию выхаживания вращение доводочных дисков и сепара-
тора прекращается, одновременно отключается электромагнит Эм2, кла-
пан 6 запирается, давление в нижней полости гидроцилиндра 4 возрастает,
и происходит подъем верхнего диска. Масло из верхней полости гидроци-
линдра 4 через левую позицию золотника З3 сливается в бак (так как
электромагнит Эмг выключен).
Клапан 8 служит для предохранения системы от перегрузок, кла-
пан 2 — для регулирования силы поджима. Золотник Зв предназначен
для включения манометра.
§ 4.	СТАНКИ ДЛЯ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ
Суперфиниширование (сверхчистовая обработка) применяется для по-
лучения поверхностей наивысшей чистоты. По своему характеру этот
процесс близок к хонингованию поверхностей с малыми припусками,
но отличается от него большим количеством разнообразных движений
инструмента (мелкозернистых брусков или кругов) и детали (иногда оно
доходит до 12), более низкими скоростями резания при меньшем давлении
брусков на обрабатываемую поверхность (обычно 0,5—4 бар) и незначитель-
ным повышением температуры поверхностных слоев обрабатываемой детали.
Особенностью суперфиниширования является резкое уменьшение съема
металла после удаления гребешков от предыдущей обработки, так как
в начале процесса для разрыва масляной пленки при острых вершинах
неровностей достаточно даже небольшого давления. Когда же площадь
контакта увеличится, то это давление окажется недостаточным для раз-
рыва масляной пленки; поэтому дальнейший процесс работы не сопрово-
ждается снятием металла и не зависит от длительности дальнейшей ра-
боты брусков.
Величина припуска, снимаемого при суперфинишировании, составляет
0,002—0,020 мм. Поверхности, подготовляемые к суперфинишированию,
должны быть обработаны по 8—9-му классу чистоты. Суперфиниширова-
нием доводятся наружные и внутренние цилиндрические, конические,
плоские и сферические поверхности. Наружные цилиндрические поверх-
ности можно обрабатывать осциллирующими брусками, движущимися
возвратно-поступательно вдоль вращающейся детали (фиг. I, 245, а), или
СТАНКИ ДЛЯ СУПЕРФИНИШИРОВАНИЯ
261
брусками, осциллирующими и вращающимися вокруг неподвижной детали
(фиг. I, 245, б). Внутренние цилиндрические поверхности обрабатывают
осциллирующими брусками при вращающейся детали (фиг. I, 245, в), пло-
ские— торцом чашечного или плоского круга, который так же, как и стол
с закрепленной деталью, вращается и одновременно описывает круговое
(планетарное) движение около оси, не совпадающей с осью вращения
(фиг. I, 245, г).
При всем разнообразии рабочих движений при суперфинишировании
наиболее характерным для этого процесса является осциллирующее (коле-
Возвратно- поступательное
движение инструмента
детали
л)
Колебательное Возвратно-поступа
движение тельное движение
Вращение
детали
^4^ Колебательное
. движение
. инструмента
Колебательное
движение
инструмента
Вращение
инструмента
Фиг. I, 245. Схемы движений при суперфини
шировании.
Колебательное СР Вращение
движение Ф детали
детали
бательное) движение в направлении, перпендикулярном чаще всего к на-
правлению рисок, оставшихся от предыдущей обработки.
Разнообразие схем рабочих движений и форм обрабатываемых деталей
привело к различным конструктивным компоновкам суперфиниш-станков;
большинство моделей предназначено для обработки деталей определенного
вида (см. табл. I, 37).
Универсальные станки для суперфиниширования круглых деталей
выполняются часто на базе круглошлифовальных станков, с одной или
двумя головками с осциллирующими абразивными брусками. Продоль-
ная подача осуществляется в этих станках перемещением стола.
В станках, предназначенных для суперфиниширования деталей не-
больших габаритов, головки с абразивными брусками получают одновре-
менно q осциллирующим движением продольное перемещение.
Для продольных перемещений в суперфиниш-станках обычно исполь-
зуется гидропривод, подобный приводу круглошлифовальных станков
(см. стр. 230). Колебательное движение рабочей головки осуществляется
часто посредством эксцентрика с приводом от отдельного электродвига-
теля, но для этой цели могут быть использованы также пневматический
или гидравлические приводы.
ГЛАВА XIII
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
копирования:
а — дисковой модульной фрезой; б — концевой
(пальцевой) модульной фрезой; в—фасонным резцом.
§ 1. МЕТОДЫ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
В настоящее время зубчатые колеса нарезают в основном двумя мето-
дами: методом копирования и методом обката или огибания.
Метод копирования. Для нарезания зубчатых колес этим методом
применяют инструмент, режущие кромки которого имеют очертание, соот-
ветствующее контуру впадины нарезаемого зубчатого колеса. В качестве
такого инструмента используют модульные фрезы (дисковые или конце-
вые) (фиг. I, 246, а, б) или же фасонные резцы (фиг. I, 246, в).
В случае работы одним инструментом нарезание отдельных впадин
чередуется с делением, т. е. с поворотом заготовки на один шаг зубьев,
т. е. на у часть оборота, где
z — число зубьев нарезаемого
колеса. Производительность при
этом способе нарезания низка,
так как зубья нарезаются каж-
дый отдельно и требуется вре-
мя на возврат инструмента
в исходное положение и на
деление заготовки.
Кроме того, поскольку про-
филь зуба зависит от модуля,
угла зацепления и числа зубь-
ев, то теоретически для обра-
ботки каждого зубчатого колеса
с определенными числом зубьев и модулем нужен инструмент специ-
ального профиля (фреза или резец). Однако на практике пользуются
наборами модульных фрез (в 8 шт. или более точные наборы в 15 и реже
26 шт.) для каждого модуля; причем каждая фреза набора предназначена
для нарезания колес с числами зубьев в определенном диапазоне их
значений. Точность нарезания зубчатых колес таким способом невы-
сока, так как, кроме погрешности, связанной с неточностью работы
делительного механизма, неизбежны погрешности, обусловленные неточ-
ностью инструмента. В связи с этим к такому методу зубонарезания при-
бегают лишь при отсутствии зуборезных станков, т. е. в условиях*ремонта
или при единичном изготовлении колес, а также при нарезании шеврон-
ных зубчатых колес или для предварительного прорезания впадин (для
черновой операции).
В условиях массового производства применяют для нарезания зубча-
тых колес зубодолбежную резцовую головку, работа которой основана
МЕТОДЫ НАРЕЗАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
263
на методе копирования (фиг. I, 247). Головка имеет столько радиально
расположенных фасонных резцов, сколько впадин (зубьев) у нарезаемого
колеса. Контур этих резцов точно соответствует форме впадин нарезае-
мого зубчатого колеса. За один двойной ход резцовой головки или заго-
товки (в направлении, перпендикулярном плоскости чертежа) каждый
резец перед рабочим ходом подается радиально в направлении к заготовке
на величину подачи. При обратном ходе все резцы одновременно отводятся
от заготовки, чтобы их задние поверхности не касались обрабатываемых
поверхностей. Обработка всех впадин зубчатого колеса производится одно-
Фиг. 1,248. Образование зубьев
взаимным обкатыванием:
Фиг. I, 247. Схема работы
многорезцовой зубодол-
бежной головки:
1 — обрабатываемая заготов-
ка зубчатого колеса; 2 — фа-
сонные резцы; 3 — корпус
головки.
1 — заготовка; 2 — инструмент.
временно и заканчивается после подачи резцов на полную глубину
впадины.
Производительность такого способа нарезания зубчатых колес очень
высока, а точность нарезанных колес зависит только от точности резцовой
головки и может быть достаточно высокой.К недостаткам этого способа отно-
сятся относительная сложность изготовления резцовой головки и необхо-
димость иметь для каждого зубчатого колеса отдельную резцовую головку.
Другим высокопроизводительным способом нарезания зубчатых колес
копированием является протягивание, которое оправдывает себя только
в условиях массового производства зубчатых колес. Этот способ позволяет
получать зубья высокой чистоты и точности.
Метод обката. При методе обката (огибания) заготовка и зуборезный
инструмент воспроизводят движения пары сопряженных элементов зубча-
той или червячной передачи. Для этого либо инструменту придается
форма зубчатого колеса, зубчатой рейки или червяка, т. е. детали, кото-
рая могла бы работать в зацеплении с нарезанным колесом, либо инстру-
мент выполняется таким образом, чтобы его режущие кромки описывали
в пространстве поверхность профиля зубьев некоторого зубчатого колеса
или зубчатой рейки, называемых производящим колесом, производящей
рейкой. В процессе взаимного обкатывания заготовки и инструмента, ко-
торому, кроме того, сообщается движение резания, режущие кромки ин-
струмента, постепенно удаляя материал из нарезаемой впадины заготовки,
образуют на ней зубья, профиль которых представляет огибающую после-
довательных положений режущей кромки инструмента (фиг. I, 248).
Уступая в производительности методу копирования при работе зубо-
долбежной головкой или протяжками, метод обката более универсален.
264
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
При работе по этому методу один и тот же инструмент определенного мо-
дуля может нарезать колеса с любым числом зубьев того же модуля, в том
числе и корригированные.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ
Классифицировать зубообрабатывающие станки можно по следующим
признакам:
1)	по виду обработки и инструмента: зубофрезерные, зубодолбежные,
зубострогальные, зубопротяжные, зубошевинговальные (или просто ше-
винговальные), зубошлифовальные, зубопритирочные, зубохонинговаль-
ные и зубозакругляющие;
2)	по назначению — для нарезания: цилиндрических колес с пря-
мыми и винтовыми зубьями, червячных колес, шевронных колес, зубча-
тых реек, конических колес прямозубых, конических колес с криволиней-
ными зубьями (кривозубых);
3)	по степени шероховатости обработанной поверхности: для предва-
рительного нарезания зубьев, для чистовой обработки зубьев, для до-
водки рабочих поверхностей зубьев.
§ 3.	ЗУБОФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
В парке зубообрабатывающего оборудования зубофрезерные полуавто-
маты являются наиболее распространенным типом станков. Это объяс-
няется главным образом тем, что они обладают сравнительно высокой
производительностью и вместе с тем универсальностью при достаточно
высокой точности обработки.
На фиг. I, 249 показан универсальный зубофрезерный полуавтомат.
Зубофрезерные станки предназначены для нарезания цилиндрических
колес с прямыми и косыми винтовыми зубьями наружного зацепления,
а также червячных колес. Некоторые модели зубофрезерных станков
допускают нарезание зубчатых (шлицевых) валиков и других деталей
с равноудаленными одинаковыми выступами, вцадинами или гранями
(фиг. I, 250).
На зубофрезерных станках можно нарезать также не слишком малые
колеса с внутренними зубьями, но для этого требуется специальный
суппорт, работающий по методу копирования, и механизм для ручного
деления заготовки. Колеса с внутренними зубьями на зубофрезерных стан-
ках нарезают очень редко; на зубодолбежных станках такие колеса могут
быть нарезаны более точно и быстрее.
Все зубофрезерные станки, несмотря на большое разнообразие типо-
размеров, работают по одной принципиальной схеме (фиг. I, 251).
В работе этих станков используется метод обката. Для этого заготовке
и инструменту (червячной фрезе) сообщаются такие вращательные дви-
жения, которые выполнялись бы червяком и червячным колесом червяч-
ной передачи. Заготовка жестко связывается с делительным червячным
колесом, получающим вращение от червяка, кинематически связанного
с червячной фрезой при помощи сменных колес. Необходимое отношение
чисел оборотов червячной фрезы и нарезаемой заготовки колеса устана-
вливают с помощью сменных колес таким образом, чтобы за один оборот
фрезы заготовка повернулась на столько зубьев, сколько заходов имеет
фреза, т. е. заготовка должна сделать оборотов за один оборот фрезы,

266
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
где k — число заходов червячной фрезы, z — число зубьев нарезаемого
колеса. Наряду с непрерывным движением деления на станке должны
осуществляться главное движение резания, движение подачи, а также дви-
жения для предваритель-
ной установки инструмен-
та и заготовки в исходные
рабочие положения. В свя-
зи с этим в состав реаль-
ной схемы станка входят
механизмы, которые и
определяют кинематиче-
ские особенности зубофре-
зерных станков различных
моделей (подробнее об этих
станках см. раздел III,
стр. 545.
При нарезании червяч-
ных колес ось фрезы уста-
навливают перпендику-
лярно оси вращения заго-
товки (фиг. I, 251). При
этом в станке должны быть
обеспечены следующие
основные движения (фиг.
1,252): главное вращатель-
ное движение фрезы v;
вращательное движение
заготовки vu (непрерывное
Фиг. I, 250. Детали, обработанные на зубофрезерных
станках.
полной глубины фрезерования.
>5
Фиг. I, 251. Принципиальная кинема-
тическая схема зубофрезерного станка:
делительное движение; движение подачи, которое может быть радиаль-
ным sp (фиг. I, 252, а) или тангенциальным $т (фиг. I, 252, б). Радиальная
подача прекращается при достижении
При тангенциальной подаче фрезу уста-
навливают сразу на полную глубину
фрезерования, а врезание фрезы в заго-
товку производится перемещением ее
вдоль собственной оси.
Способ зубофрезерования с ради-
альной подачей отличается более высо-
кой производительностью. Однако при
этом способе число резов, приходя-
щихся на один зуб, сравнительно мало
и поэтому не достигается высокая точ-
ность профиля. К тому же при ради-
альной подаче фреза работает лишь
небольшим участком своей линии,
вследствие чего изнашивается неравно-
мерно; ЭТО также влияет на ТОЧНОСТЬ / — фреза; 2 — заготовка (червячного ко-
Профиля зубьев нарезаемого колеса. Вечное 3 ^л^оГК;5^смен^1ТЬзНу°бчаЧтеые
При работе многозаходными фре-	колеса.
зами и при повышенных требованиях
к точности нарезаемых колес применяют тангенциальную подачу. Однако
это возможно лишь при наличии суппорта специальной конструкции,
позволяющей сообщать фрезе автоматическое осевое движение. При работе
ЗУБОФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
267
с тангенциальной подачей используют летучие резцы (фиг. I, 253, а)
либо конические червячные фрезы (фиг. I, 253, б), или цилиндрические
фрезы, имеющие заборный конус.
Летучие резцы применяют в условиях индивидуального производства;
они значительно дешевле червячных фрез. Цилиндрические фрезы с за-
борным конусом и конические
фрезы изнашиваются равномер-
но, так как работают всей своей
длиной. Большая точность про-
филя нарезаемых зубьев при
тангенциальной подаче дости-
гается увеличением числа рез-
цов, приходящихся на один
зуб.
При нарезании цилиндри-
ческих колес червячную фрезу
устанавливают таким образом,
чтобы витки фрезы, обращенные
в сторону заготовки, при обра-
ботке колеса с прямыми зубьями
устанавливались вдоль оси впа-
дины (при обычной компоновке
зубофрезерных станков — вер-
тикально), а при обработке
колес с косыми (винтовыми)
Фиг. I, 252. Схемы нарезания зубьев червячной
фрезой:
а — нарезание червячного колеса при радиальной
подаче; б — нарезание червячного колеса при тан-
генциальной подаче фрезы; в — нарезание прямозу-
бого цилиндрического колеса; г — нарезание косозу-
бого цилиндрического колеса.
зубьями — под углом наклона
винтовой линии 0 зуба. Для
этого в первом случае ось фрезы
устанавливают под углом а
к горизонтали, равным углу
подъема витков червячной фре-
зы (фиг. I, 252, в), во втором
случае — под углом у = 0 ±,а, где 0 — угол наклона нарезаемого вин-
тового зуба (фиг. I, 252, г). При разноименном направлении витков
фрезы и зубьев нарезаемого колеса в последнем равенстве знак следует
взять плюс, при одноименном направлении — минус.
Фиг. I, ^53. Летучие резцы (а) и конические червячные фрезы (б).
Движение подачи при нарезании цилиндрических колес осуществляется
перемещением s фрезы вдоль оси заготовки (фиг. I, 252). При нарезании
колес с винтовыми (косыми) зубьями столу с заготовкой сообщается допол-
нительное вращение с такой угловой скоростью, которая при вертикальном
перемещении (подаче) суппорта с фрезой на величину шага винтовой линии
зуба нарезаемого колеса дала бы один полный оборот заготовки.
268
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
Характерным размером зубофрезерных станков является наибольшие
диаметр и модуль нарезаемого колеса (табл. I, 38).
Таблица /, 38
Станки	Модель	Диаметр заготовки в лслс	Модуль до	Скорости шпинделя фрезы в об/мин	Мощ- ность при- вод- ного элек- тро- де и - гателя в кет	Вес станка в кн	Примечание
Зубофрезер- ный автомат	530А	25	J	330—1930	0,6	3,6	Ось заготовки горизонтальная. Фрезерная ка- ретка подвижная
Зубофрезер- ный полу- автомат	530 5К301	50 125	1 2,5	330—1930 160—800	0,6 1,7	3,5 15	Вертикальное перемещение за- готовки. Ради- альная подача фрезерной	ка- ретки
	5К310 5К320	200 320	4 6l	50—500 50—500	4,0 4.5_	30 эд	Ось заготовки
	5К32	500 4	800	8 10	63—315 63—315	7,0 7,0	59 69	Вертикальнай. По- движной стол
Зубофрезер- ный станок	5К328 5342 5343 5345 5346 5348	1 250 2 000 3 200 5 000 8 000 12 500	12 15 25 30 30 30	40—200 11,3—100 10—60 10—60 10—60 10—60	10,0 14,0 20,0 20,0 20,0 20,0	128 228 98 186 2000 2000	Ось заготовки вертикальная. По- движная фрезер- ная стойка.
Шлицефре- зерный го- ризонталь- ный полу- автомат	5350	0150, длина 700—2000		8—250	7,0	39	Ось заготовки горизонтальная. Подвижная фре- зерная головка
Горизон- тальный зубофре- зерный станок	5А370 5373А 5А375	0500, длина 2000—3000 0800, длина 4000 01250, длина 5600		16—100 10—60 10—60	10,0 14,0 20,0	220 490 685	
Станок для нарезания глобоидных червячных пар	* 549	Межосевое рас- стояние в мм 300, т до 12 1500, т до 50		11—189 0,002—25	7,0 20,0	69 600	Работают с ра- диальной подачей стойки при чер- новом нарезании и круговой подачей стола при чисто- вом
* Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
УСТАНОВКА И КРЕПЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК
269
Зубофрезерные станки выпускаются для обработки заготовок как
по вертикальной, так и по горизонтальной оси.
Станки, обрабатывающие заготовки по горизонтальной оси, предназна-
чены, в основном, для нарезания зубчатых колес, составляющих одно целое
с валом, а также зубчатых (шлицевых) валов. Установка на глубину и по-
дача в этих станках производятся перемещениями подвижной фрезерной
головки.
Станки, обрабатывающие заготовки по вертикальной оси, имеют либо
подвижной стол, либо подвижную стойку. В станках с подвижным столом
установка на глубину и врезание производятся путем перемещения стола
с заготовкой; в станках с подвижной стойкой установочные перемещения
и подача осуществляются перемещением стойки с фрезерным суппортом
и фрезой.
§ 4.	УСТАНОВКА И КРЕПЛЕНИЕ ЗАГОТОВОК
От точности установки заготовки зубчатого колеса зависит точность
нарезания зубьев. Поэтому при установке заготовок на столе зубофрезер-
ного станка необходимо обеспечить в пределах заданных полей допусков:
совпадение оси базового отверстия или оси вала заготовки с осью враще-
ния стола и перпендикулярность базового торца заготовки к оси вращения
стола.
При креплении заготовки опорные поверхности ее следует располагать
как можно ближе к месту приложения сил резания, чтобы обеспечить на-
дежное крепление заготовки, исключающее смещение или перемещения
ее под действием сил резания.
Точность установки заготовки проверяется индикатором либо по поса-
дочному (базовому) отверстию или шейкам вала, либо по наружной поверх-
ности заготовки (т. е. по радиальному биению), а также по базовому торцу
заготовки.
Радиальное биение заготовки может быть вызвано несоосностью базо-
вой и наружной поверхностей или несовпадением оси базовой поверхности
с осью вращения стола. Первое не оказывает существенного влияния на
точность нарезанного колеей, так как в этом случае делительная окруж-
ность и базовая поверхность концентричны.
Радиальное биение, вызванное несовпадением оси базовой поверхности
с осью вращения стола, должно быть минимальным и не должно превышать
величин, указанных в табл. I, 39.
Таблица /, 39
Степень точности нарезаемого колеса по ГОСТу 1643—56	Наибольшее радиальное биение в мкм при обработке заготовок диаметром в мм				
	до 200	до 800	до 1200	до 2000	до 4000
6	20	35	50	70	100
7	35	60	80	130	200
8	50	80	100	150	250
9	110	180	220	300	500
Торцовое биение заготовки, вызванное неправильной установкой ее на
столе станка (перекосом подставок, наличием забоин, попаданием стружки
или грязи под опорную поверхность заготовки), не должно превышать
следующих допустимых величин (F — допустимое радиальное биение
270
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
заготовки по наружному диаметру в мкм\ D6—диаметр окружности, на
которой проверяется биение, в мм; b — ширина нарезаемого колеса в мм):
Степень точности наре-
заемого колеса по
ГОСТу 1643—56 ...	6	7	8	9
Торцовое биение . . . ОЛб^ 0,2F	0,25F 4r 0.3F
b	b	b	ь
Способ крепления заготовки зависит от размеров, конструкции и тре-
буемой точности нарезаемого колеса. На фиг. I, 254 показаны типовые
Фиг. I, 254. Типовые способы крепления заготовок на зубофрезерных станках.
способы креплений заготовок на зубофрезерных станках. Колеса 1 неболь-
ших размеров, имеющие базовое отверстие, закрепляют по одному
(фиг. I, 254, а) или пакетом (фиг. I, 254, б) на жесткой оправке 2, которая
поддерживается кронштейном задней стойки станка. Крупные и средние
колеса 1 устанавливают на литых чугунных подставках 2 в виде стоек
или колец (фиг. I, 254, в, г). Валы-шестерни 1 на горизонтальных станках
закрепляют одним концом в приспособлении 2 (фиг. I, 254, д), другим в лю-
нете 3. Вращение заготовка получает от планшайбы 4 станка через корпус
приспособления и съемный хомутик 5.
§ 5.	ЗУБОДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
Зубодолбежные станки, полуавтоматы и автоматы предназначены для
нарезания цилиндрических зубчатых колес наружного и внутреннего
зацепления с прямыми и косыми (винтовыми) зубьями, блоков зубчатых
колес, колес с буртами, зубчатых муфт, реек, храповиков и т. д.
Зубодолбежные станки работают инструментом, имеющим форму, сход-
ную либо с зубчатой рейкой—зуборезной гребенкой (фиг. I, 255, а)9
ЗУБОДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
271
либо с зубчатым колесом —зуборезным долбяком (фиг. I, 255, б). Станки
первого типа называют чаще зубострогальными. Наибольшее распростра-
нение получили станки, работающие долбяком, как более производитель-
ные (в этих станках не прерывается процесс резания для деления заго-
товки) и более универсальные — на них можно выполнять все работы,
которые производятся на зу-
бофрезерных станках, за ис-
ключением нарезания чер-
вячных колес, а также наре-
зать колеса с внутренним
зацеплением. Производитель-
ность этих станков ниже, чем
зубофрезерных, однако они
незаменимы при нарезании
Фиг. I, 255. Нарезание зубьев:
а — зуборезной гребенкой; б — зуборезным долбяком.
колес внутреннего зацепле-
ния практически любого диа-
метра, а также зубчатых бло-
ков, в которых расстояние между венцами не достаточно для выхода фрезы.
Для зубодолбежных станков, работающих долбяком, характерны сле-
дующие основные движения: а) поступательное движение резания (t>J,
совершаемое долбяком только в одну сторону (рабочий ход) (фиг. I, 25о),
Таблица /, 40
Зубодолбеж- ные станки	Модель	Диа- метр заго- товки в мм	Мо- дуль ДО	Скорости главного движе- ния— число дв. ход/мин	Мощность привод- ного электро- двигателя в кот	Вес станка в КН	Примечание
Работающие одним долбяком: автомат	*	80	1 А	400—2000	0,6	8,5	Отвод инструмента при обратном ходе осуществляется пол- зуном (штосселем)
полуавтомат	5В12	200	4	200—600	1,7	19 <	> При обратном хо- де отводится стол
автомат	*	320 500	00	85—500 80—500	1,5—4,0 1,5—4,0	38 44	
	5140						Отвод инструмента при обратном ходе — ползуном
станок	5В150 5Б161	800 1250	12 12	25—150 25—150	7,0 7,0	100 102	
полуавтомат	* *	2000 3200	12 12	40—210 20—158	7,0 7,0	108 295	
Полу- автомат, работающий многорез- цовой головкой	5А110 * *	125 200 320	5 6 10	60—120 40—120 32—100	14,0 17,0 20,0	118 137 157	' Одновременно на- резаются все зубья
Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
272
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
и возвращение долбяка в исходное положение — холостой ход (ох);
б) непрерывное вращение долбяка (uj и заготовки (с/2) для осуществления
круговой подачи (делительного движения). Скорости вращения долбяка
помощью сменных колес, что за
один оборот долбяка заготов-
ка делает оборотов, где
zd — число зубьев долбяка,
аг — число зубьев нарезае-
мого колеса; в) движение
врезания (радиальная или
врезная подача) sep долбяка
производится перемещением
оси долбяка в направлении
к оси заготовки при возврат-
но-поступательном движении
долбяка и круговой подаче.
После того, как долбяк вре-
жется в заготовку на требуе-
мую глубину (т. е. на высоту
зуба), круговая подача и дви-
жение резания продолжаются
до тех пор, пока заготовка
не совершит один полный
оборот. За это время нареза-
ние всех зубьев заканчи-
вается, и станок автоматиче-
ски выключается. Нарезание
зубчатого колеса может про-
изводиться за один, два или
три прохода; г) отвод стола
с заготовкой от долбяка или
долбяка от заготовки проис-
ходит во время каждого хо-
лостого хода, для предохра-
нения режущих кромок
долбяка от чрезмерного из-
носа, а боковых поверхно-
стей зубьев нарезаемого ко-
леса от повреждений.
В зубодолбежных стан-
ках средних размеров от
долбяка отводится стол с за-
и заготовки так взаимно согласованы с
Фиг. I, 256. Схема нарезания зубьев на зубодол-
бежном станке:
1 — суппорт; 2 — станина; 3 — стол.
готовкой (табл. 1,40). В станках тяжелого типа отвод от заготовки
сообщается штосселю с долбяком (станки моделей 5140, 5В150 и др.).
Зубодолбежные станки выполняются с вертикальным или горизонталь-
ным шпинделем. Станки с горизонтальным шпинделем, обычно работаю-
щие двумя долбяками, движущимися навстречу друг другу, применяются
для нарезания прямозубых и косозубых колес наружного и внутрен-
него зацепления, а также для нарезания шевронных зубчатых колес без
средней канавки.
Наибольшее распространение получили зубодолбежные станки с верти-
кальным шпинделем, среди которых, кроме станков, работающих долбя-
СТАНКИ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
273
Фиг. 1,257. Резцы
с прямолинейными ре-
жущими кромками,
образующие впадину
воображаемого пло-
ского колеса:
1 — коническое зубчатое
колесо; 2 — мнимое (во-
ображаемое) плоское ко-
лесо; 3 — резцы.
ком, имеются также станки, работающие по методу копирования при по-
мощи многорезцовой зубодолбежной головки (см. фиг. I, 247).
Производительность зубодолбежных станков, работающих многорез-
цовыми головками, в 8—10 раз выше производительности обычных зубо-
долбежных станков и более чем в 4 раза превышает производительность
при зубофрезеровании. Серьезным недостатком этих станков является то,
что для каждого нарезаемого колеса должна быть изготовлена специаль-
ная резцовая головка в соответствии с его модулем и числом зубьев.
Кинематика зубодолбежных станков рассмотрена в разделе III,
стр. 563.
§ 6.	СТАНКИ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Конические зубчатые колеса можно нарезать, как указывалось выше
(см. стр. 159), на универсально-фрезерных и поперечно-строгальных стан-
ках. Однако точность конических колес, нарезанных на этих станках,
настолько низка, что ими пользуются лишь в крайних случаях — при от-
сутствии специальных зуборезных станков для нарезания конических
колес. Низка также и производительность указанных станков при исполь-
зовании их для зубонарезания.
В настоящее время конические зубчатые колеса
нарезают как методом копирования, так и методом
обката.
При методе копирования используют один или
два резца, которые работают по копиру, в станках
тяжелого типа для нарезания крупных конических
зубчатых колес диаметром до 5000 мм и модулем
до 40 (табл. I, 41).
Метод обката основан на воспроизведении в про-
странстве боковых поверхностей зубьев мнимого
(воображаемого) плоского колеса с помощью режу-
щих кромок фрез или резцов (фиг. I, 257). Контуры
прямолинейных режущих кромок представляют
собой как бы два зуба воображаемого плоского
колеса, с которым находится в зацеплении наре-
заемое коническое зубчатое колесо. Режущим кром-
кам сообщается движение резания — вращательное
или поступательное.
Движение резания первого вида реализовано в зубофрезерных станках,
предназначенных для нарезания прямозубых конических колес с зубьями
малой длины. Эти станки работают двумя дисковыми фрезами по методу
обката (например, станок мод. 5230; см. табл. I, 41).
Дисковые фрезы (фиг. I, 258), вращаясь вокруг собственных осей для
осуществления процесса резания (nx и п2), перемещаются в плоскостях
боковых сторон зубьев воображаемого плоского колеса для формирования
зубьев по длине и одновременно участвуют в движении обката для обра-
зования профиля нарезаемых зубьев (t\ и и2).
Поступательное движение резания используется в зубострогальных стан-
ках, в которых вследствие возвратно-поступательного движения резцов обе-
спечивается получение боковых поверхностей зубьев конического колеса.
При нарезании зубьев на таких станках заготовка 1 (фиг. I, 259) полу-
чает вращение (пх об/мин). Вращение получает также инструментальная
бабка 2 (и2 об/мин) с резцами, которые представляют собой в кинемати-
ческом отношении воображаемое плоское колесо.
18 Ачеркан
274
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
Таблица /. 41
Станки	Модель	Наибольший диаметр нарезае- мого колеса	Модуль до	Скорости главного движения в м/мин или дв. ход/мин	Мощность при- водного электро- двигателя в кет	Вес станка в кн	Примечание
Зубострогальный:				200—800 дв ход/мин			Р аботает по методу
для прямозу-	5Т22	125	1,5		1,7	16	
бых колес	5230	320	8	25—170	4,5	70	обката двумя рез-
	5А250 5282	500 800	8 16	75—472 дв. ход/мин 27—192 дв. ход/мин	4,5 7,0	70 123	цами
	5А283	1600	30	17—127 дв. ход/мин	7,0	188	Работает двумя рез- цами по методу ко- пирования по шаб- лону
	52TM2	3200	40	3,5—15 дв. ход/мин	10,0	390	Работает одним рез-
	*	5000	80	3,5—15 дв. ход/мин	14,0	490	цом по методу ко- пирования по шаб- лону
для спираль- нозубых ко- лес	5А284	1600	30	До 80 м/мин	15,0	295	Работает одним рез- цом по методу об- ката. За один двойной ход резца заготовка повора- чивается на один зуб
Зубофрезерный: для прямозу- бых колес	*	200	6	25—200	4,5	58	Работает по методу обката двумя дис- ковыми фрезами
Зуборезный для	5T23A	125	1,5	135—820	1,7	20	Работает торцовой
спиральнозу- бых колес	5240	250	8	31,5—315	4,5	58	резцовой голов- кой
	5Б27	500	10	30—134	4,5	75	Работает торцовой резцовой головкой с наклоняемым шпинделем
	528С	800	15	21—300	10,0	123	Работает торцовой резцовой головкой
* Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
На торце инструментальной бабки 2 расположены направляющие,
по которым перемещается возвратно-поступательно (v) каретка 3 с рез-
цами 4. Процесс резания происходит при движении резцов к вершине
конуса заготовки колеса; обратный ход резцов является нерабочим; резцы
в это время отведены от заготовки, чтобы не задевать обработанные поверх-
ности зубьев.
На фиг. I, 260 показаны последовательные положения резцов в про-
цессе нарезания конического зубчатого колеса на зубострогальном станке.
В начале процесса зубонарезания во вращающуюся заготовку начинает
врезаться резец, обрабатывающий одну из боковых поверхностей зуба
(фиг. I, 260, поз. /, 2); затем в работу вступает второй резец, обрабатываю-
щий противоположную боковую поверхность зуба (фиг. I, 260, поз. 3, 4),
Этим заканчивается процесс нарезания первого зуба. При дальнейшем
вращении инструментальной бабки резцы выходят из зацепления с заго-
СТАНКИ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ КОНИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
275
товкой, так как оба резца образуют лишь одну впадину воображаемого
плоского колеса. Поэтому заготовке и резцовой головке после окончания
профилирования зуба сообщается обратное вращение, в конце которого
происходит поворот заготовки колеса на следующий зуб (фиг. I, 260,
поз. 5, 6). Дальше процесс зубонарезания повторяется в той же последо-
вательности. Нагрузка на резцы во время работы распределяется неодина-
ково, так как один из резцов на каждом
зубе врезается в заготовку и изнашивается
быстрее другого резца. Для устранения

Фиг. I, 258. Нарезание пря-
мозубого конического колеса
дисковыми фрезами.
Фиг. I, 259. Схема работы зубострогального
станка для нарезания конических колес.
этого недостатка окончательное нарезание зубьев производится после
предварительного прорезания впадин, во время которого с боковых
поверхностей зубьев снимается стружка наибольшего сечения.
Фиг. I, 260. Схема нарезания прямозу-
бого конического колеса.
Фиг. I, 261. Нарезание конического ко-
леса с криволинейным зубьями.
Прорезание впадин осуществляется либо одиночным делением, когда
последовательно нарезается каждый зуб, либо делением через зуб — в этом
случае оба резца работают в одинаковых условиях.
Конические колеса с круговыми зубьями нарезают на станках, работаю-
щих резцовыми головками по методу обката (станки мод. 5Т23А, 5240
и др.). В процессе нарезания режущие зубья резцовой головки воспроиз-
водят поверхность зуба производящего колеса.
18*
П6
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
В таких станках различают движения (фиг. I, 261): а) движение реза-
ния — независимое вращение резцовой головки 1 (пх об/мин); б) движение
обката, состоящее из вращения со, люльки 3 с воображаемым производящим
колесом и вращения со нарезаемой заготовки 2, согласованного с враще-
нием люльки посредством сменных колес (на схеме не показаны); в) отвод
заготовки от резцовой головки по окончании нарезания очередного зуба;
г) движение деления — оно сообщается заготовке во время возвращения
люльки в исходное положение после нарезания очередного зуба.
Конические колеса с круговыми зубьями нарезают как при помощи
плоского производящего колеса, когда ось резцовой головки параллель-
Фиг. I, 262. Расположение заготовки и резцовой
головки по отношению к оси люльки.
на оси люльки (фиг. I, 262, а, по такому принципу работают, например,
станки мод. 5123А, 5240), так и при помощи конического производящего
колеса (фиг. I, 262, б), когда имеется возможность повернуть заготовку
с резцовой головкой на некоторый угол А ср по отношению к плоскости вра-
щения люльки (этот принцип используется, например, в станке мод. 5Б27).
Кинематика нарезания конических зубчатых колес и кинематические
схемы станков, применяемых для этой цели, рассмотрены в разделе III,
стр. 584.
§ 7.	СТАНКИ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
Нарезанные на станке зубья колес в большинстве случаев подвергают
дальнейшей чистовой обработке, так как качество рабочих поверхностей
зубьев или ошибки зацепления, получающиеся после зубонарезания, не
всегда отвечают требованиям, предъявляемым к зубчатым передачам.
Для чистовой обработки зубьев находят применение способы обкатки,
шевингования, притирки, шлифования и хонингования.
Обкатка. При обкатке происходит уплотнение боковых поверхностей
зубьев незакаленных колес из-за пластической деформации поверхност-
ных слоев зубьев. Для этого обрабатываемое зубчатое колесо обкатывается
под нагрузкой с одним или несколькими закаленными эталонными коле-
сами, которые приводятся во вращение от электродвигателя. Необходимая
нагрузка создается грузом или посредством электрических, пневматиче-
ских или гидравлических устройств.
Характерным размером обкатных станков является наибольший диа-
метр обрабатываемого на станке колеса. В СССР для этой цели выпускают
СТАНКИ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
277
станки для зубчатых колес с наибольшим диаметром обрабатываемого
колеса 125—3200 мм (табл. I, 42).
Таблица /, 42 ♦
Модель станка	Наиболь- ший диаметр обрабаты- ваемого колеса в мм	Скорость вращения в об/мин	Мощность приводного электродви- гателя в кет	Вес в КН	Примечание
5А720	125	850—10 000	1,0	11	Универсальные
5722	250	400—3 500	1,7—3,0	20	
5А725	500	100—3 000	10,0	31	
5Б726	800	100—2 000	10,0	44	
5727	1600	180—800	7,0	108	
*	3200	50—600	10,0	118	
*	500	До 4 000	7,0	30	Для конических колес с углом между осями 90°
* Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
Шевингование основано на снятии (соскабливании) с боковых
поверхностей зубьев стружки толщиной от 0,005 до 0,1 мм режущими кром-
ками инструмента при относительном скольжении профилей зубьев обра-
батываемого колеса и инструмента — шевера. Шевер представляет собой
зубчатое колесо или реже зубчатую рейку, которые имеют на боковых
поверхностях зубьев режущие кромки,
образованные поперечными канавками
(фиг. I, 263). Шевер и обрабатываемое
колесо устанавливают на станке с целью
обеспечения относительного *проскальзы-	ц |1
вания профилей их зубьев так, что они	|||]Ш
образуют винтовую зубчатую передачу /	\v\ W
с осями, скрещивающимися под некото- /	\ will/,
рым углом, лучше всего — в пределах I	I ljz
10—15°. Минимальное значение этого угла	\
при шевинговании зубчатых* колес с бур- J
том составляет 5°.	1	'
На линии кратчайшего расстояния фиг. ъ 263. Зуб шевера.
между осями шевера и колеса происхо-
дит калибрование профиля обрабатываемого зубчатого колеса. Для
обработки зубьев колеса по всей ширине необходимо перемещать
колесо относительно линии кратчайшего расстояния. Такое перемещение
может осуществляться различными способами — с помощью продольной,
диагональной, поперечной или тангенциальной подачи.
При шевинговании с продольной подачей, т. е. с подачей s вдоль оси
заготовки (фиг. I, 264, а), длина хода теоретически равна длине зуба
колеса. Линия кратчайшего расстояния между осями шевера и обрабаты-
ваемого колеса в этом случае остается неподвижной относительно ше-
вера, следовательно, обкатка производится одними и теми же режущими
кромками, проходящими через линию кратчайшего расстояния, точнее —
278
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
через пятно контакта. Это приводит к неравномерному износу режущих
кромок шевера.
При диагональной подаче s (фиг. I, 264, б) длина требуемого переме-
щения Л2 меньше, так как направление подачи составляет некоторый
угол с осью детали. Кроме того, благодаря перемещению линии крат-
чайшего расстояния вдоль оси шевера в работе участвует большее число
режущих кромок и, следовательно, шевер работает большей шириной,
чем при шевинговании с продольной подачей.
Фиг. I, 264. Схемы подач при шевинговании:
а — продольная; б — диагональная; в — поперечная; г — тангенциальная.
При поперечной подаче (фиг. I, 264, в), т. е. при подаче s в направле-
нии, перпендикулярном к оси детали, требуемое перемещение L3 еще
меньше, чем при шевинговании с диагональной подачей, а износ шевера
происходит равномерно по всем режущим кромкам зубьев.
Шевингование с тангенциальной подачей (фиг. I, 264, г) отличается
от шевингования с поперечной подачей тем, что подача s направлена под
Таблица /, 43
Модель станка	Наиболь- ший диаметр обрабаты- ваемого колеса в мм	Модуль до	Скорость движения в об/мин	Мощность привод- ного элек- тродви- гателя' в кет	Вес в кн	Примечание
5701	125	1,5	125—500	1,0	9	Работают по методу: продольной подачи
5702А	200	6	78—395	2,8	34	продольной, диагональ- ной и поперечной подач
5702	320	6	78—395	2,8	30	продольной и диагональ-
5703	500	8	78—395	2,8	34	ной подач
*	800	10	50—320	4,5	98	с горизонтальными ося-
5706	1250	16	16—227	13,5	300	ми детали и шевера
5708	4000	16	4,8—51	14,0	540	
Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
СТАНКИ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
279
прямым углом к оси шевера, а не детали. Требуемое перемещение L4
в этом случае наименьшее.
В целях улучшения шероховатости зубьев, шевингуемых методами
поперечной или тангенциальной подач, стабилизации сил трения в про-
цессе шевингования, а также интенсификации этого процесса, целесооб-
разно сообщать в плоскости резания осциллирующее движение с частотой
20—100 гц зубчатому колесу или шеверу. Осциллирующее движение в пло-
скости резания при тангенциальном шевинговании облегчает условия
резания и позволяет закончить ше-
вингование за один проход без
ухудшения шероховатости поверх-
ности обрабатываемых зубьев, т. е.
уменьшить машинное время в 8—
10 раз по сравнению с шевингова-
нием по методу продольной подачи.
Характерными размерами зубо-
шевинговальных станков являются
наибольшие диаметр и модуль об-
рабатываемых колес. В СССР вы-
пускаются зубошевинговальные
полуавтоматы для обработки зуб-
чатых колес диаметром до 4000 мм
»табл. I, 43).
Общий вид зубошевинговаль-
ного станка мод. 5702А показан
на фиг. I, 265, а его гидрокине-
матическая схема—на фиг. I, 266.
Шевер станка имеет 10 ступе-
ней скорости в диапазоне 49—
389 об/мин, настраиваемых посред-
ством сменных зубчатых колес.
Привод продольных подач с помо-
щью сменных колес обеспечивает
13 подач в диапазоне 17,6—
273 мм/мин. Радиальные подачи
осуществляются вертикальным пе-
ремещением консоли стола. При-
воды вращения шевера и продольных подач—электромеханические,
привод радиальных подач у- гидравлический.
Станок работает следующим образом. Одновременно с включением
электродвигателя насоса Н включается электромагнит Эм3 золотника 32
i масло от насоса через фильтр /, редукционный клапан 2, левую пози-
цию золотника 32 и правую позицию золотника Зх поступает в штоковую
полость гидроцилиндра пиноли; происходит отвод пиноли. После загрузки
летали перекладкой золотника Зх в левую позицию производится подвод
пиноли. В конце ее хода срабатывает конечный выключатель ЮВ5; он
включает электромагнит Эмъ золотника З3 и через реле времени выклю-
чает электромагнит Эм3. Кнопкой «Пуск» включаются приводы шевера,
стола и охлаждения, а также электромагнит Э?их золотника 34 вместе
с его реле времени. Масло от насоса через фильтр 1 и левую позицию золот-
ника 34, после перемещения вправо поршня цилиндра 5и поворота поводка
собачки, поступает через обратный клапан 4 в цилиндр 3 радиальной
подачи. Происходит быстрый подвод консоли стола. Через промежуток
280
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
времени, равный времени быстрого подвода консоли и одной радиальной
подачи, реле времени выключает электромагнит Эмг. Поршень гидро-
цилиндра под действием пружины отходит в исходное положение. В конце
Фиг. I, 266. Гидрокинематическая схема зубошевинговального станка мод. 5702А.
хода стола в любую сторону с помощью конечного выключателя КВ2
реверсируются приводы шевера и стола, включаются электромагнит Эмг
и его реле времени и происходит очередная радиальная подачд. В начале
последнего калибрующего прохода с помощью выключателей и KBt£
СТАНКИ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
281
(в правом положении стола) выключаются приводы шевера, стола и охла-
ждения, включается электромагнит Эл12 золотника 34 и выключается
электромагнит Эмъ.
Консоль стола и копир подачи возвращаются в исходное положение.
В конце возврата копира с помощью КВ3 включается электромагнит Эм9.
Переключением золотника Зх в правую позицию происходит отвод пиноли.
Притирка зубчатых колес применяется для доводки боковых
поверхностей закаленных зубьев путем искусственного изнашивания (исти-
рания) их с помощью специального инструмента — притира — и абра-
зивного порошка, находящегося в смазке во взвешенном состоянии.
Притир представляет собой тщательно изготовленное чугунное зубчатое
колесо. Относительные движения при зубопритирке те же, что и при ше-
винговании. Зубопритирочные станки в отличие от зубошевинговальных
не имеют, как правило, привода радиальных подач, так как припуски,
оставляемые на притирку, чрезвычайно малы. Для создания необходимого
давления в местах контакта зубьев притира и колеса в передней бабке
зубопритирочного станка имеется тормоз, обычно гидравлический, кото-
рый представляет собой насос, приводимый во вращение оправкой обра-
батываемого колеса и нагружаемый с помощью дросселя или переливного
клапана.
Характерными размерами зубопритирочных станков являются наи-
большие диаметр и модуль обрабатываемых колес (межосевое расстояние —
для станков, предназначенных для притирки глобоидных червячных пар).
Во всех зубопритирочных станках вращение сообщается притиру, а воз-
вратно-поступательное движение либо обрабатываемому колесу, либо при-
тиру (табл. I, 44).
Применяя зубопритирание, можно получить зубчатые колеса высокой
степени точности с совершенным сопряжением зацепляющихся зубьев;
однако этот процесс малопроизводителен.
Зубошлифование незаменимо там, где требуется устранить
искажения профиля зуба, вызванные термической обработкой. Оно поз-
воляет получать зубчатые колеса высокой точности (3—5-й степени точ-
ности по ГОСТу 1643—56) с высоким классом чистоты рабочих поверх-
ностей зубьев.
Недостатки этого способа — низкая производительность, нестабиль-
ная точность работы, необходимость применения сложных и дорогостоя-
щих зубошлифовальных станков, которые должны обслуживаться пер-
соналом высокой квалификации.
Зубошлифование производится так же, как и зубонарезание двумя
способами — методом копирования и методом обката.
При шлифовании по методу копирования (фиг. I, 267, а) шлифоваль-
ный круг заправляют по периферии тремя алмазами так, чтобы его про-
филь в радиальном сечении соответствовал профилю впадины шлифуе-
мого колеса. Шлифовальному кругу сообщаются: вращательное движе-
ние v\ возвратно-поступательное вдоль зуба; периодическая подача sz
на глубину за каждый двойной ход.
Этим методом можно обрабатывать также зубчатые колеса с внутрен-
ним зацеплением.
При шлифовании зубьев по методу обката шлифовальный круг ими-
тирует контур одного или нескольких зубьев производящей рейки, а сам
процесс основывается на использовании относительных движений рейки
и зубчатого колеса (фиг. I, 267, б, в) или червяка и червячного колеса
(фиг. I, 267, г).
282
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
Таблица /, 44
Зубопритирочные
станки для обра-
ботки
Примечание
Цилиндрических
колес наружно-
го и внутренне-
го зацепления
200
320
500
Конических колес (универсальный)	* 5У725	125 500	
Конических колес с углом между осями 90°	5П725 *	500 800	
Глобоидных чер- вячных пар	* ★	Межосевое расстояние в мм 300 1500	
1000—4000
700—1400
До 1500
500—1000
1,7
3,0/4,5
4,5
4,5/7,0
4,5
4,5
Вращение сооб-
щается притиру,
возвратно-по-
ступательное
движение — об-
рабатываемому
колесу
Вращательное и
возвратно-посту-
пательное дви-
жения сообща-
ются притиру
6
8
8
Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней
модели.
При шлифовании круговых зубьев конических колес рабочий контур
торцового шлифовального круга, так же как и режущие кромки резцовой
головки, воспроизводит либо плоское, либо коническое производящее
колесо, в зависимости от того, какое производящее колесо было принято
при зубонарезании (см. фиг. I, 262).
а)	6)	0)	г)
Фиг. I, 267. Схемы зубошлифования.
Зубошлифовальные станки отличаются разнообразием конструкций
и методов работы. В табл. I, 45 приведены основные технические характе-
ристики зубошлифовальных станков отечественных моделей. Кинематика
зубошлифовальных станков рассмотрена в разделе III, стр. 570.
Зубохонингование — новый высокопроизводительный техноло-
гический процесс, применяемый для обработки зубчатых колес после зубо-
шевингования и термической обработки. С помощью зубохонингования
СТАНКИ ДЛЯ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
283
Таблица /, 45
Станки для обработки	Модель	Наибольший диаметр обраба- тываемого колеса в мм	Модуль до	Скорости глав- ного движения в м)сек	Мощность при- водного элек- тродвигателя в кет	Вес станка в кн	Примечание
Цилиндрических ко-	*	125	1	30—35			Полуавтомат, работаег
лес	ЗБ833 ЗБ835	320 500	5 6	30—35 30—35	7,0 10,0	70 88	абразивным червяком
Долбяков, шеверов и	*	200	8	30	1,7	22	Станок, работает по ме-
измерительных ко- лес	5893	320	12	30	2,8	30	тоду обката при помо- щи эвольвентных копи- ров. Деление — дели- тельным диском
Цилиндрических ко- лес	5841	320	6	‘ 30	0,75	44	Одностороннее обкатыва- ние и единичное деле- ние. Работает коническим кру- гом
	5842	500	10	30 и 50	1,0	59	Двустороннее обкатыва-
	5843	800	12	30 и 50	1,7	83	ние и единичное деле-
	5844	1250	16	30 и 50	2,8	118	ние. Работает коническим кру- гом
Цилиндрических ко- лес особо высокой точности	5851	320	10	30	1,5	39	Двустороннее обкатыва- ние и единичное деле- ние.
Цилиндрических ко-	5852	500	12	30	2,0	49	Работает тарельчатыми
лес особо высокой точности	5853	800	14	30	2,0	59	кругами
Турбинных колес	* *	2000' 3200	16 20	30 30	з,о 4,5	147 295	
Прямозубых цилинд-	586В	400	6	30	2,8	74	Единичное деление.
рических	колес	5860В	600	8	30	4,5	90	Работает	профильным
внутреннего зацеп- ления	*	800	12	30	7,0	155	кругом
Прямозубых цилинд-	*	800	12	30	и,о	108	
рических колес	5861	1250	16	35	14,0	155	
Прямозубых кониче-	*	125	1,5	До 35	1,0	39	Работает по методу об-
ских колес	5870 *	320 500	8 10	До 35 До 35	1,0 2,8	74 120	ката
Конических колес со	5871	500	10	До 20—35	2,8	93	
спиральным зубом	5872	800	15	20—50	4,5	123	
Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
284
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
устраняются небольшие дефекты поверхности закаленных зубьев, уда-
ляется окалина, снимаются забоины и значительно улучшается качество
поверхностей зубьев (обеспечивается высота микронеровностей не свыше
0,25 jkoi). Шум зубчатых передач после зубохонингования колес значи-
тельно снижается.
Обработка производится зубчатым хоном, представляющим собой зубча-
тое колесо, изготовленное из пластмассы с абразивной смесью, зернистость
которой (40, 60, 80) выбирается в зависимости от марки стали, твердости
и требуемого класса чистоты поверхности зубьев.
Относительные движения при зубохонинговании те же, что и при шевин-
говании. Станки для хонингования зубчатых колес аналогичны шевинго-
вальным станкам и допускают работу в распор как при неизменном рас-
стоянии между осями хона и детали, так и при постоянном давлении
между хоном и деталью (с силой примерно до 130—150 к).
Зубохонингование производится при окружной скорости хона, при-
мерно в 2 раза превышающей окружную скорость шевера. Припуск, сни-
маемый с одной стороны профиля зуба обрабатываемого колеса, не пре-
вышает 10 мкм.	а	\
Хонингуемые зубья могут иметь бочкообразную или конусную форму
при условии ее образования при предшествующем шевинговании.
§ 8.	СТАНКИ ДЛЯ ЗУБОЗАКРУГЛЕН И Я, СНЯТИЯ ФАСОК И ЗАУСЕНЦЕВ
В коробках передач различных механизмов и машин применяются
переключаемые зубчатые колеса. Для обеспечения хорошей включаемости
торцы зубьев переключаемых зубчатых колес должны быть закруглены.
Закругление торцов зубьев переключаемых колес, а также снятие фасок
и заусенцев могут производиться различными методами обработки: а) кон-
цевой (пальцевой) фрезой с осью вращения в плоскости, параллельной или
Фиг. I, 268. Формы торцов зубьев переключаемых колес:
а — конусная; б — бочкообразная; в, г, д — вогнутая, выпуклая и частично заостренная
перпендикулярной к плоскости торца зубчатого колеса; б) охватывающей
фасонной (трубчатой) фрезой; в) резцовой головкой; г) фасонной червяч-
ной фрезой; д) фасонной дисковой фрезой; е) абразивным инструментом.
Применяя эти методы, получают закругленные торцы, форма которых
показана на фиг. I, 268. Бочкообразная форма (фиг. I, 268, б) обеспечи-
вает наибольшую долговечность переключаемых зубчатых колес при хоро-
шей включаемости их. Бочкообразное закругление торцов зубьев колес
может быть получено при обработке пальцевой фасонной фрезой, ось ко-
торой параллельна торцу обрабатываемого колеса, или дисковой фасон-
ной фрезой.
Наибольшее распространение получили станки, работающие с непре-
рывным делением и синхронным возвратно-поступательным движением
концевой фрезы вдоль оси детали, осуществляемым от копира (фиг. 1,269, а).
СТАНКИ ДЛЯ ЗУ БОЗАКРУГЛЕ НИ Я, СНЯТИЯ ФАСОК И ЗАУСЕНЦЕВ
285
По этой схеме выполнены, например, станки мод. 5А580, 5582, 5584
(табл. I, 46). Встречаются станки, в которых возвратно-поступательным
движением является движение обрабатываемого колеса вдоль своей оси
(фиг. I, 269, б), а также станки, работающие с периодическим делением
на каждый зуб обрабатываемого колеса при вращении и возвратно-
Фиг. I, 269. Схемы закругле-
ния торца зуба с помощью
концевой фрезы, ось которой
лежит в плоскости, парал-
лельной торцу обрабатывае-
мого зубчатого колеса.
колебательном движении концевой фрезы по радиусу вокруг зуба
(фиг. I, 269, в). Деление на следующий зуб производится в последнем
случае при отведенном столе (табл. I, 46).
Недостатками метода обработки с помощью фасонной концевой фрезы
являются: а) низкая стойкость и значительная трудоемкость изготовления
и переточки фрезы с вогнутым
профилем; б) образование иголь-
чатой стружки, которая отли-
чается большой сцепляемостью
и угрожает травмированием рук
рабочего; в) недостаточная про-
изводительность.
В ЭНИМСе разработан новый
метод придания бочкообразной
формы торцами зубьев при по-
мощи дисковой фасонной фрезы.
Этот метод в 3—6 раз произво-
дительнее обработки зубьев кон-
цевой фрезой и обеспечивает
хорошее качество поверхности. Фиг. I, 270. Схема закругления торцов зубьев
Кроме того, благодаря измене-	дисковой фасонной фрезой.
нию формы инструмента и про-
цесса резания устранено образование игольчатой стружки. При этом
методе закругления торцов зубьев ось дисковой фрезы расположена
в плоскости, параллельной торцу зубчатого колеса, и перпендикулярна
к радиальной плоскости.
Цикл обработки одного зуба состоит из следующих движений: 1) вре-
зание в торец колеса на полную глубину закругления (участок а на
фиг. I, 270); 2) обработка поверхности торца вдоль высоты зуба колеса
по радиусу г, осуществляемая во время перемещения центра фрезы по
дуге Ь\ 3) быстрый отвод фрезы от обрабатываемого колеса (участок с);
286
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
Фиг. I, 271. Общий вид полуавтомата мод. СМ-5:
1 — станина; 2 — фрезерная бабка; 3 — фрезерный шпиндель; 4 — обрабатываемое колесо.
Таблица /, 46
Станки	Модель	Наибольший диаметр обраба- тываемого зуб- чатого колеса в мм	Модуль до	Скорости главного движения в об/мин	Мощность при- водного элек- тродвигателя в кет	Вес станка в кн
Зубозакругляющие: автомат, работающий кон- цевой фрезой** станок, работающий кон- цевой фрезой полуавтомат, работающий дисковой фасонной фре- зой	5А580	320	6	1400—4750	1,о	31
	5582 5584	500 800	8 12	1000, 1600, 2500 750,1000,1500,2500	1,7	27 30
	СМ5* **	320	6	106—388	2,8	
Станки для снятия заусенцев: работающий абразивным червяком работающий щетками	*	320		20—30 м/сек	2,8	27
	*	320		до 3000	1,7	49
Станок для снятия фасок на зубьях конических колес	* 5522	125 320	8 10	60 дв. ход/мин	1,7 4,5	20 25
* Подготовляется к серийному выпуску взамен прежней модели.
** Пальцевая фреза движется возвратно-поступательно вдоль зуба, при одновременном непре-
рывном вращении детали. Пригоден для встройки в автоматические линии.
СТАНКИ ДЛЯ ЗУБОЗАКРУГЛЕНИЯ, СНЯТИЯ ФАСОК И ЗАУСЕНЦЕВ
287
4) возврат фрезы в исходное положение по дуге d с одновременным поворо-
том детали для обработки следующего зуба.
По такому циклу работает полуавтомат мод. СМ5, показанный на
фиг. I, 271. По горизонтальным призматическим направляющим станины 1
перемещается фрезерная головка 2, в которой смонтирован фрезерный
шпиндель 3, с механизмом изменения скорости вращения фрезы, а также
система рычагов и кулачков, обеспечивающая необходимую траекторию
движения фрезы вдоль высоты зуба обрабатываемого колеса 4, и механизм
деления, производящий поворот детали на следующий зуб.
В последнее время для снятия фасок и заусенцев у зубчатых колес
все большее распространение получают методы абразивной обработки.
Инструментом служат здесь абразивные червячные круги или круги, со-
бранные из листов абразивной шкурки, на периферии которых сделана
либо винтовая канавка с шагом, равным шагу обрабатываемых зубьев,
либо кольцевые канавки с таким же шагом.
В станках, где обработка ведется червячным абразивным кругом, де-
таль, ведомая червячным кругом, сидит на шпинделе, не имеющем кине-
матической связи с приводом станка.
В станках, где обработка ведется кругом из абразивных шкурок, ско-
рости вращения детали и круга могут быть либо согласованными, т. е. за
каждый оборот круга деталь поворачивается на один зуб (в случае винто-
вой канавки на периферии круга), либо независимыми (при кольцевых
канавках на периферии круга). В последнем случае кругу сообщается коле-
бательное движение.
ГЛАВА XIV
ЭЛЕКТР0ЭР03И0ННЫЕ И УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ
СТАНКИ
^Электроэрозионные и ультразвуковые станки предназначены для обра-
ботки заготовок из твердых сплавов, жаропрочных, сверхтвердых хруп-
ких материалов и других материалов, не поддающихся обработке реза-
нием, а также материалов, для которых недопустимы деформации от сил
резания^ Обработка таких заготовок на металлорежущих станках либо
трудна, либо даже невозможна.
'На электроэрозионных и ультразвуковых станках изготовляют слож-
ные штампы, прессформы, фильеры (волоки), щели и отверстия различной
конфигурации . с размерами от нескольких сотых до нескольких десятых
долей миллиметра.
§ 1. ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЕ СТАНКИ
, Работа электроэрозионных станков основана на использовании явле-
ния разрушения токопроводящих материалов (электродов) при электри-
ческом разряде между ними.* Электроэрозионная обработка металлов,
впервые предложенная в 1943 г. в Советском Союзе, получила широкое
применение в промышленности всех стран мира при изготовлении машин,
приборов и аппаратов.
Принцип электроэрозионной обработки металлов заключается в сле-
дующем. При искровом разряде сфокусированный поток электронов, уст-
ремляясь с большой скоростью от одного электрода к другому, создает
на поверхностях электродов ударные волны сжатия, давление которых
во много раз превышает предел прочности электродов. Образование
ударной волны сжатия сопровождается местным повышением температуры
и некоторой деформацией поверхности.
Возникшее в металле механическое напряжение с определенной ско-
ростью распространяется по всем направлениям, включая и то, откуда
пришла ударная волна. Достигнув первоначальной поверхности и отра-
зившись от нее, ударная волна меняет знак на обратный, т. е. на поверх-
ности возникают растягивающие напряжения, которые во много раз пре-
вышают предел прочности при растяжении. В результате этого происходит
выброс частиц металла в направлении, встречном ударной волне сжатия.
Различают четыре разновидности станков для электроэрозионной обра-
ботки металлов. Наибольшая эффективность этих станков ограничивается
соответствующими областями применения.
Станки для электроискровой обработки применяют при изготовлении
отверстий малого диаметра, узких щелей, обработке мелких деталей слож-
ного профиля из труднообрабатываемых материалов. Производительность
этих станков сравнительно невелика (табл. I, 47).
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЕ СТАНКИ
289
Таблица /, 47
Станки	Модель	Основные размеры в мм	Производитель- ность		Мощ- ность в кет	Вес в КН
Электроискровой копиро- вально-прошивочный	4720	Ширина стола 100		—	—	1
		Диаметр отвер- стия 0,15—0,5				
	4Б721	Ширина стола 160	20 мм3!мин		0,6	13
Электроимпульсный копи- ровально-прошивочный	4А722 4723 4724 4725	250 400 630 800	1500 3500 5000 8000	мм31мин » » »	10 20 28 40	15 15 25 25
Анодно-механический	от- резной: дисковый	4820	Диаметр заготов- ки 75	10	см2!мин	7,0	12
		Диаметр диска 280—300				
ленточный	4822	Диаметр заготов- ки 300	20	»	Ц,2	34
		Толщина ленты 0,8				
	4323	Диаметр заготов- ки 600	20		17,0	47
		Толщина ленты 0,8				
Электроэрозионный для вы- резания сложных профи- лей (проволочный)	*	Ширина стола 100 250	—		з,о 3,0	—
Ультразвуковой для обработки отвер- стий	4770	Наибольший диа- метр 10, глубина 20	300	мм31 мин	0,25	1,6
	4772	Наибольший диа- метр 80, глубина 30	1200		1,5	7
универсальный	4773	Площадь до 3500 мм2, глубина 50	3000		4,0	15
	*	Площадь до 50 000 мм2,		—	—	—
для обработки тел вра- щения и нарезания резьб	*	высота центров 200		—	—	—
* Подготовляется к серийному выпуску.
19 Ачеркан
290
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЕ И УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СТАНКИ
элемента, чаще всего — емкости
4
Фиг. I, 272. Схема станка для электро-
искровой обработки:
/ — заготовка (деталь); 2 — бак с жидкостью;
3 — инструмент; 4 — автоматический регуля-
тор искрового промежутка; 5 — генератор
постоянного тока; 6—конденсаторная батарея.
В электроискровых станках для образования электрических импульсов
применяют релаксационные генераторы, в которых энергия источника
питания преобразуется в энергию колебаний с помощью накопительного
[г. I, 272). Заготовка в этих станках
выполняет функции анода, а функ-
ции катода — инструмент, изгото-
вленный, например, из мягкой ла-
туни. Обработка ведется в жидкой
среде, не проводящей ток (керосин,
индустриальные масла). Необходи-
мый искровой зазор между заготов-
кой и инструментом поддерживается
с помощью специального автомати-
ческого регулятора.
Станки для электроимпульсной
обработки, имеющие гораздо более
высокую производительность (табл.
1,47), используют при обработке
средних и крупных штампов, пресс-
форм ит. п., при обработке закален-
ных заготовок и заготовок из трудно-
обрабатываемых сталей и сплавов,
а также вместо копировально-фре-
зерных работ при обработке сложных профилей.
Импульсные разряды в электроимпульсных станках создаются машин-
ным, ламповым или полупроводниковым генератором, вырабатывающим
униполярные импульсы тока
постоянной частоты (фиг. 1,273).
В отличие от электроискровых
станков, в электроимпульсных
станках заготовка соединяется
с катодом, а инструмент —
с анодом. При этом заготовке
или инструменту сообщается
колебательное движение в на-
правлении подачи. Инструмент
может быть изготовлен из меди,
алюминия, чугуна, но наибо-
лее износостойки инструменты,
изготовленные из углеграфито-
вых материалов (марок И9 и
В1). Обработка ведется в жид-
кой среде, не проводящей
тока.
Станки для анодно-механи-
ческой обработки применяют при затачивании твердосплавного фасон-
ного инструмента, шлифования, хонингования и разрезания загото-
вок из труднообрабатываемых материалов. В этих станках заготовка
соединяется с анодом, а инструмент — с катодом (фиг. 1,274, а).
Обработка ведется в жидкой среде, проводящей ток — электролите.
Подаваемый в пространство между инструментом и заготовкой элек-
тролит растворяет под действием тока металл, образуя на его поверхности
тонкую пленку (фиг. I, 274, б). Эта пленка — небольшой прочности и легко
Фиг. I, 273.; Схема станка для электроимпульс-
ной обработки:
1 — заготовка (деталь); 2 — инструмент; 3 — авто-
матический регулятор; Яо» Ни Кг — ступени токо»
ограничивающих сопротивлений; и Р2 — пере-
ключатели режимов; 4 — машинный генератор им-
пульсов.
ЭЛЕКТРО&РОЗИ&ННЫЕ СТАНКИ
291
удаляется инструментом, которому сообщается как главное рабочее движе-
ние, так и движение подачи. На месте^удаленной пленки вновь образуется
пленка, которая также удаляется при дальнейшем движении инструмента.
Одновременно с этим электрохимическим процессом происходит электро-
Фиг. I, 274. Схема станка для анодно-механической обработки (а):
1 — заготовка; 2 — инструмент; 3 — рабочая жидкость; 4 — генератор
постоянного тока; 5 — реостат. Пробой промежутка между неровностями
заготовки и диском (б).
или проволоку, изготовленные
00 0
эрозионный процесс, так как при удалении пленки возникают искровые
промежутки, через которые происходят электрические разряды.
В качестве инструмента в отрезных анодно-механических станках при-
меняют тонкие диски, бесконечную л
из мягкой стали; в заточных — заточ-
ные диски, которые могут быть изго-
товлены из стали, чугуна, в том числе
и отбеленного или из красной меди;
в доводочных станках — токопрово-
дящие абразивные круги, бруски и
притиры.
Производительность станков анод-
но-мёханической обработки и Чистота
поверхности, обработанной этим спо-
собом, зависят от рода электролита,
от электрических и механических
параметров, характеризующих про-
цесс обработки.
Станки для электроконтактной
обработки применяют для обдирки
слитков и корки на литье, снятия
больших припусков на заготовках и
их разрезания. В этих станках металл
удаляется с заготовки при контакт-
ном, контактно-дуговом и дуговом нагреве, а также механическом трении
и снятии с поверхности заготовки размягченного металла инструментом,
которому, как и в станках анодно-механической обработки, сообщается
и главное движение, и движение подачи. Контакт между инструментом
и заготовкой может быть непрерывным или кратковременным, цель кото-
рого — возбуждение дугового разряда.
При электроконтактной обработке в воздушной среде полярность
электродов не сказывается на эффективности процесса; в связи с этим
19*
к
Фиг. I, 275. Схема станка для электро-
контактной обработки:
1 — стол; 2 — заготовка; 3 — диск; 4 — токо-
съемник; Тр — трансформатор; П — пакетный
выключатель.
292
ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫЕ И УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СТАНКИ
применяют обычно переменный ток небольшого напряжения (от 2 до 30 в),
но большой силы (800—1000 а, а иногда и до 8000 а) (фиг. I, 275).
При обработке в жидкой среде проявляется полярный эффект, поэтому
используется постоянный ток. В последнем случае у станков этого ме-
тода обработки очень много общего со станками для анодно-механиче-
ской и электроискровой обработки.
§ 2. УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СТАНКИ
'Ультразвуковые станки, в отличие от электроэрозионных, обрабаты-
вающих только токопроводящие материалы, могут быть использованы
для обработки также и не проводящих ток, хрупких и твердых материалов
(стекло, керамика, фарфор, кварц, германий, кремний, рубины, алмазы,
твердые сплавы, закаленная сталь и др.).г
Фиг. I, 276. Схема ультразвукового станка мод. 4770.
Ультразвуковая обработка материалов имеет много общего с электро-
эрозионной обработкой.-При ультразвуковой обработке ударные волны
сжатия на обрабатываемой поверхности возникают под действием ударяю-
щихся абразивных зерен ^Большое количество одновременно ударяющихся
абразивных зерен (30—100 тыс. на см2), а также высокая частота ударов
(16—25 кгц) обеспечивают скорость удаления материала, приемлемую для
практических целей.
Движения сообщаются абразивным зернам вибрирующим торцом ин-
струмента 2 (фиг. I, 276), который через концентратор 3 жестко связан
с преобразователем 4. Преобразователь изготовлен из пластин, материал
которых обладает магнитострикционным эффектом, т. е. способностью
изменять свои размеры при изменении магнитного поля. На катушки
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ СТАНКИ
293
преобразователи подаются от генератора колебания ультразвуковой ча-
стоты 16—25 кгц, которые преобразуются в механические колебания той же
частоты. Колебательная система прикреплена к шпинделю 5, который
может перемещаться по направляющим станины 6 и прижимает рабочий
инструмент к обрабатываемой заготовке 1 с определенной силой.
Ультразвуковая обработка протекает наиболее интенсивно в жидкой
среде. Кавитационные явления, происходящие при этом в жидкости,
способствуют интенсивному перемешиванию абразивных зерен под инстру-
ментом и замене расколотых и изношенных зерен новыми. Для этого в зону
обработки насосом 7 подается из бака 8 абразивная суспензия.
На ультразвуковых станках лучше всего обрабатываются материалы,
обладающие сравнительно небольшим пределом прочности при растяже-
нии — такие, например, как стекло, керамика и т. п. Значительно труднее
обрабатывать этим способом более прочные материалы, например твердые
сплавы. Пластичные материалы, у которых предел прочности на растяже-
ние довольно высок, ультразвуковым методом практически не обрабаты-
ваются. Это объясняется сравнительно небольшой энергией абразивных
зерен, ударяющихся о поверхность.
Кроме электроэрозионных и ультразвуковых способов обработки мате-
риалов, существует ряд новых способов, которые пока находятся еще
в стадии опытных исследований. К ним относятся, например: химическая
обработка металлов; обработка металлов высоковольтным разрядом в жид-
кости; обработка с помощью сфокусированных электронных и световых
лучей.
РАЗДЕЛ II
СТАНКИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Для инструментального производства создан ряд специальных стан-
ков, предназначенных для выполнения одной или нескольких операций.
Такие станки используют на различных стадиях технологического цикла
производства инструмента, начиная от получения заготовки и до заточки
готового инструмента.
На многих инструментальных заводах эксплуатируют переналажи-
ваемые автоматические линии (по проектам Оргстанкинпрома) из модер-
низированных универсальных станков до 22 в каждой линии. На этих
автоматических линиях выполняется большинство основных операций по
производству машинных и ручных метчиков. Однако для полной автома-
тизации процесса изготовления метчиков, начиная с заготовки и кончая
упаковкой, необходимо для ответственных операций, таких как шлифова-
ние резьбы, заточка, создать такие автоматы, которые могли бы быть
встроены в автоматические линии.
В настоящее время в производстве резьбового инструмента (метчиков,
резьбовых калибров, резьбовых фрез и т. д.) широко применяются преци-
зионные резьбошлифовальные полуавтоматы универсального и специаль-
ного назначения. К этим станкам, осуществляющим сложный технологиче-
ский цикл, предъявляют очень высокие требования по точности.
При токарной обработке концевого инструмента применяют специаль-
ные токарно-копировальные автоматы и полуавтоматы с гидравлической
следящей системой.
Широко используют в инструментальном производстве и координатно-
расточные станки.
Наряду со специальными станками для изготовления режущих инстру-
ментов находят применение также станки общего назначения. Например,
круглошлифовальные, плоскошлифовальные, протяжные, центровочные
и др. Так, в автоматической линии по производству метчиков в качестве
заготовительных станков используют автоматы продольного точения.
Для некоторых операций применяют специализированные станки,
созданные на базе станков общего назначения. При этом обычно исполь-
зуют основные узлы станка, в том числе привод главного движения и по-
дачи, и встраивают специальные узлы и механизмы, осуществляющие за-
данный технологический процесс и автоматизацию цикла. Примером мо-
жет служить трехпозиционный полуавтомат мод. МИ-10 для фрезерова-
ния спиральных канавок концевых фрез, сконструированный на базе уни-
версально-фрезерного станка мод. 6Н82.
Наиболее характерными для инструментального производства спе-
циальными и специализированными станками являются:
1)	автоматы для отрезки заготовок сверл и тому подобных инструмен-
тов от калиброванных прутков:
2)	токарные автоматы и полуавтоматы для обработки цилиндри-
ческих и конических поверхностей на заготовках сверл, разверток,
метчиков;
СТАНКИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА	295
3)	автоматы и полуавтоматы для фрезерования канавок сверл и метчи-
ков, лапок сверл, квадратов на хвостовике метчиков;
4)	резьбонарезные станки прецизионные и повышенной точности;
5)	резьбошлифовальные станки для шлифования резьбы на заготовках
метчиков, резьбонакатных роликов, фрез некоторых типов;
6)	резьбонакатные станки для накатывания резьбы метчиков и других
инструментов;
7)	полуавтоматы для шлифования зуборезных долбяков и шеверов;
8)	заточные станки универсальные и специализированные для заточки
режущих инструментов отдельных видов — резцов, сверл — спиральных,
перовых и пушечных, червячных фрез, фрезерных головок, сегментных
пил, метчиков, протяжек и других; к этой же группе относятся и станки
для доводки инструмента, оснащенного твердым сплавом.
Ниже рассмотрены наиболее типичные станки, относящиеся к этим
группам, а также координатно-расточные станки и автоматические линии
для обработки метчиков.
ГЛАВА I
СТАНКИ ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ
ВЕРТИКАЛЬНО-ОТРЕЗНОЙ АВТОМАТ МОД. ЛА-17
Автомат мод. ЛА-17 предназначен для отрезки заготовок концевого
режущего инструмента как от холоднотянутого калиброванного прутка,
так и от горячекатаного.
Особенностью этого автомата является то, что пруток во время работы
находится в вертикальном положении, занимая при этом малую площадь
в цехе. Подача прутка до упора для отрезки очередной заготовки проис-
ходит под действием собственного веса. Заготовка
Фиг. II, 1, Схема отрезки
заготовки сверла:
1 — пруток; 2 — трех кулач-
ковый патрон; 3 — резец;
4 — заготовка; 5 — упор.
отрезается двумя резцами, которые при вращении
прутка перемещаются к его оси со скоростью
подачи (фиг. II, 1).
Резцы заточены так, что одновременно с отрез-
кой заготовки от прутка они образуют на нижнем
торце следующей заготовки сверла конус с углом
при вершине 118°, тогда как верхний торец за-
готовки остается перпендикулярным к оси сверла.
Автомат мод. ЛА-17 (фиг. II, 2) служит для
отрезки заготовок диаметром от 9 до 28 мм.
В резцедержателе левого суппорта устанавли-
вается черновой резец с пластинкой из твердого
сплава, а в резцедержателе правого суппорта —
чистовой резец с пластинкой из быстрорежущей
стали марки Р18.
Для зажима холоднотянутых и горячекатаных
прутков на станке применен трехкулачковый
патрон с клиновым зажимом.
Производительность автомата высока: так, например, для прутков
диаметром 14—16 мм она составляет примерно 190 tum/ч. Рабочий может
обслуживать несколько таких станков.
Ниже приведены данные вертикально-отрезного автомата мод. ЛА-17.
Краткая техническая характеристика вертикально-отрезного автомата
Диаметр прутков в мм:
наименьший..................... 9
наибольший....................28
Длина отрезаемых заготовок в мм:
наименьшая.....................76
наибольшая...................140
Число ступеней скорости шпинделя .	6
Число оборотов шпинделя в минуту:
наименьшее.....................220
наибольшее.....................658
Количество резцов, одновременно
участвующих в работе...........	2
Наибольший ход суппортов в мм:
левого....................... 14,5
правого..................... 16,25
Электродвигатель привода шпин-
деля и механизма подач:
тип..................... Т42—6/4
мощность в кет..............2; 2,5
числа об/мин.  ............. 950; 1420
ВЕРТИКАЛЬНО-ОТРЕЗНОЙ АВТОМАТ МОД. ЛА-17
297
Автомат имеет следующие основные узлы: станину, шпиндельную ко-
лонку, суппорты, привод гидромеханического зажимного устройства, бабку
упора и откидной упор, загрузочное устройство, охлаждение и электрообо-
рудование.
Фиг. 11,2. Вертикально-отрезной автомат мод. ЛА-17:
I — станина; 2 — шпиндельная колонка; 3 — винтовой домкрат перемещения упора; 4 — бабка
упора; 5 — регулируемый упор; 6 и 7 — суппорты; 8 — откидной упор; 9 — патрон; 10 — пульт
управления; 11 — загрузочное устройство; 12 — привод гидромеханического зажимного устройства;
13 — механизм останова станка при отсутствии заготовки; 14 — насос охлаждения.
Основанием станка служит станина 1 коробчатой формы, на верхней
плоскости которой смонтирована шпиндельная колонка 2. Внутри станины
на качающейся плите установлен двухскоростной электродвигатель глав-
ного привода и панель с электроприборами.
298
СТАНКИ ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ
Правая внутренняя полость станины использована под резервуар для
охлаждающей жидкости. На задней стенке станины прикреплен крон-
штейн, на котором смонтирован насос охлаждения 14.
В корпусе шпиндельной колонки расположены: шпиндель, механизм
для автоматического перемещения суппортов и механизм для зажима и
освобождения заготовки.
На верхней плоскости колонки 2 установлен привод гидромеханиче-
ского зажимного устройства 12 с лопастным насосом типа Л1-Ф5 произво-
дительностью 5 л!мин и давлением 50 бар и электродвигателем N == 1 квпт,
п = 960 об/мин.
Гидроцилиндр зажима прутка закреплен на верхнем конце шпинделя.
С передней стороны установлены левый 7 и правый 6 суппорты, а ниже, на
вертикальных направляющих, бабка упора 4. В левой части прикреплен
фланец с установленным на нем откидным упором 8.
Привод механизмов, а также вращение шпинделя осуществляется от
двухскоростного электродвигателя 1 (фиг. II, 3, а).
От вала I электродвигателя через двухступенчатые шкивы 2—7 и кли-
новой ремень вращение передается на вал II и далее через пару конических
зубчатых колес 12—13 на полый шпиндель, в котором помещается пруток.
Необходимое число оборотов шпинделя устанавливается сменными шки-
вами и включением электродвигателя на ту или иную ступень ско-
рости.
На валу II закреплен червяк S, который через червячное колесо 19 пе-
редает вращение валу IV и через пару сменных зубчатых колес а — в
валу V, на котором закреплены червяки 6 и 21. Далее через чер-
вячные колеса 4 и 20 вращение передается горизонтальным валам VI
и VII.
На вертикальном валу VIII (фиг. 11,3, а) закреплен цилиндрический
барабан 9 с двумя кулачками. Один кулачок через рычаг передает движе-
ние трехходовому золотнику, открывая доступ маслу от насоса 11
(фиг. II, 3, а) через коллектор 11 (фиг. II, 4) в верхнюю или нижнюю по-
лость гидроцилиндра. Гидроцилиндр 10, закрепленный на шпинделе 7,
предназначен для зажима и освобождения шрутка. Зажим прутка осущест-
вляется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне 6 с клиновым за-
твором 3 при давлении жидкости в гидроцилиндре 13 бар. Снижение давле-
ния в гидросети вызывает отключение реле давления (фиг. II, 3, б) и оста-
нов электродвигателя главного привода.
Поршень 9 (фиг. II, 4) гидроцилиндра 10 жестко связан с трубой S,
нижний конец которой соединен с клиновым затвором 3 патрона 6. Кли-
новой затвор 3 соединен с тремя основными кулачками 5, к которым вин-
тами крепятся сменные кулачки 4. Патрон крепится винтами к фланцу
шпинделя и центрируется по конусу.
При перемещении поршня вверх кулачки смещаются в радиаль-
ном направлении и зажимают пруток; пруток будет вращаться вместе
со шпинделем станка, и в это время начинается подача суппортов с рез-
цами.
Суппорты как левый 6, так и правый 7 (фиг. II, 5) состоят из основа-
ния 12, прикрепленного винтами 16 к станине, и салазок 13, перемещаю-
щихся по направляющим основания.
Сверху салазок 13 в прямоугольном гнезде расположен резцедержа-
тель 15, который при настройке мо^кет перемещаться по направляющей
планке 14, прикрепленной к салазкам 13. После установки резцедержатель
закрепляется на салазках винтами 4.
ВЕРТИКАЛЬНО-ОТРЕЗНОЙ АВТОМАТ МОД. ЛА-17
299
Для перемещения салазок суппорта на концах валов VI и VII
(фиг. II, 3, а и 5) закреплены кулачки 22 (для чистовой обработки) и 24
(для черновой обработки), которые, воздействуя на ролики 2, //, закреп-
Фиг. II, 3. Схемы вертикально-отрезного автомата мод. ЛА-17:
а — кинематическая схема; б — гидравлическая схема зажимного устройства 1 — электродвига-
тель главного привода; 2, 7 — сменные шкивы; 3 — насос охлаждения; 6, 8, 21 — червяки;
4, 5, 19, 20 — червячные колеса; 9 — цилиндрический барабан; 10 — шток гидроцилиндра;
И — лопастной насос зажимного устройства; 12, 13 — конические зубчатые колеса; 14 — насос
смазки; 15, 18 — звездочки; 16 — бабка упора; 17 — механизм упора; 22, 24 — кулачки для
“еремещения правого и левого суппортов; 23 — выталкиватель; 25 — напорный золотник;
26 — реле давления; 27 — гидроцилиндр; 28 — поршень; 29 —золотник трехходовой; 30 — ло-
пастной насос.
ленные в салазках 13, перемещают их, быстро подводят резцы к прутку и
осуществляют рабочую подачу.
Настройка величины подачи, которая исчисляется здесь в миллиметрах
на один оборот шпинделя, осуществляется сменными зубчатыми колесами
300
СТАНКИ ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ
Фиг. II, 4. Шпиндельная колонка вертикально-отрезного автомата мод. ЛА17:
1 — корпус; 2 — цепной привод механизма упора; 3 — клиновой затвор; 4 — сменные ку-
лачки; 5 — основные кулачки; 6 — патрон; 7 — шпиндель; 8 — труба; 9 — поршень;
10 — гидроцилиндр; 11 — коллектор; 12 — винтовая зубчатая передача к насосу смазки;
13 — ведомый шкив (сменный); 14 — квадрат для ручного поворота шпинделя.
ВЕРТИКАЛЬНО-ОТРЕЗНОЙ АВТОМАТ МОД. ЛА-17
301
а и b (фиг. II, 3, а) при установке соответствующих кулачков на валах VI
и VII для каждого из обрабатываемых диапазонов диаметров прутков.
Перегрузка механизма подачи предупреждается предохранительной муф-
той, сидящей на валу IV.
Набор сменных зубчатых колес дает возможность получить шесть
величин подачи в пределах 0,05—0,08 мм/об. Обратный ход каждого из
Фиг. II, 5. Суппорты вертикально-отрезного автомата мод. ЛА-17:
1 — эксцентриковый палец; 2, 11 — ролики; 3 — пружина; 4 — винты для зажима; 5 — винт пере-
мещения державки; 6 — левый суппорт; 7 — правый суппорт; 8 — рычаг выталкивателя; 9 — кула-
чок; 10 — выталкиватель; 12 — основание; 13 — салазки; 14 — направляющая планка; 15 — резце-
держатель; 16 — винт крепления основания.
суппортов после отрезки заготовки осуществляется двумя цилиндриче-
скими пружинами 3 (фиг. II, 5), постоянно прижимающими ролики 2 и 11
к кулачкам 22 и 24 (фиг. II, 3, а). Ролики посажены на эксцентриковый
палец, что дает возможность вводить в контакт ролик с кулачком.
После отрезки заготовки механизм зажима освобождает пруток, ку-
лачок 9 (фиг. II, 3, б), закрепленный на валу VII (фиг. II, 3, а), нажимает
на рычаг 8 (фиг. II, 5), и выталкиватель 10 сбрасывает отрезанную заго-
товку в приемное корыто.
Второй кулачок, закрепленный на цилиндрическом барабане 9
'фиг. II, 3, а), в процессе каждого цикла, по мере приближения резцов
х оси прутка, воздействует на путевой переключатель, вследствие чего
увеличивается число оборотов электродвигателя и благодаря этому сох-
раняется почти постоянная скорость резания.
302
СТАНКИ ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ
Материал прутка — быстрорежущая сталь марок Р18 и Р9 или их за-
менители.
В табл. 11,1 для ряда диапазонов диаметров обрабатываемых прутков
указаны диаметры обрабатываемой поверхности, при которых происходит
переключение электродвигателя, и соответствующие им скорости резания.
Таблица //, /
Характеристика	Диапазон диаметров обрабатываемых прутков в мм					
	9—11	11,1—14	14,1-16	16,1—20	20,1—24	24,1—28
Числа оборотов шпинделя при работе электродвига- теля с 950 об/мин. . . .			440	346	277	220
Скорость резания в м/мин	—	—	, 22,2	22,4	21,0	19,4
Числа оборотов шпинделя при работе электродвига- теля с 1420 об/мин . . .	658	518	658	518	415	330
Диаметр прутка в момент переключения электродви- гателя в мм				9,7	12,0	15,4	19,3
Скорость резания в м/мин	22,7	22,8	20,0	20,0	20,0	20,0
Ход правого и левого рез- цов при 950 об/мин элек- тродвигателя в мм ...						3,15	4,0	4,3	4,35
Ход резца при 1420 об/мин электродвигателя в мм\ левого 		6,0	7,5	5,35	6,5	8,2	10,15
правого 		7,75	9,25	7,1	8,25	9,95	11,9
Бабка упора 4 (фиг. II, 2) служит для ограничения подачи прутка
соответственно заданной длине заготовки. Механизм перемещения упора
расположен в отдельном корпусе, который установлен на передних на-
правляющих шпиндельной колонки 2 и поддерживается винтовым домкра-
том 3.
Перемещение упора кинематически связано с перемещением суппортов
так, что при их движении к оси прутка упор отходит вниз, а при отходе
суппортов в исходное положение упор поднимается вверх и занимает ра-
бочее положение, соответствующее нижнему положению прутка.
От вала VI (фиг. II, 3, а и 5) через цепную передачу, кулачковый и ры-
чажный механизмы и рейку качательное движение передается зубчатому
колесу и через торцовые выступы гильзе, в отверстии которой закреп-
ляется регулируемый упор 5 (фиг. II, 2). Регулируемый упор 5 может
быть настроен на отрезку заготовок различной длины в определенном диа-
пазоне; в случае необходимости он может быть заменен другим.
Точная настройка упора на заданную длину отрезаемой заготовки
производится винтовым домкратом 3.
Откидной упор 8 служит для ограничения хода прутка в момент на-
чала отрезки. Положение плоскости пальца упора относительно торца
шпинделя в этом случае постоянно и рассчитано на отрезку минимально
необходимого неровного слоя на торце прутка.
Когда пруток зажат и начинается резание, рычаг упора отводится
вручную поворотом его относительно оси. Дальнейшее ограничение прутка
во время работы автомата осуществляется регулируемым упором 5. На пат-
роне зажима прутка шарнирно закреплен рычаг, который при израсходо-
ВЕРТИКАЛЬНО-ОТРЕЗНОЙ АВТОМАТ МОД. ЛА-17	303
вании прутка поворачивается под действием пружины и через систему
рычагов, воздействующих на конечный выключатель, отключает электро-
двигатель главного привода.
Загрузочное устройство 11 (фиг. II, 2), имеющее стойку с жестко за-
крепленными на ней двумя кронштейнами для поддержки прутка, крепят
винтами к верхней стенке шпиндельной колонки 2. Для большей жестко-
сти верхний конец стойки крепят к ближайшей стене или колонне здания,
где устанавливается автомат.
Прутки, поступающие для обработки, предварительно подвергаются
правке; их прогиб не должен быть более 0,3 мм на 1 м длины. Точность
отрезки по длине заготовок ±0,5 мм — для прутков диаметром до 20 мм
и +0,5 мм для прутков большего диаметра при шероховатости обрабаты-
ваемых поверхностей по 4-му классу чистоты.
ГЛАВА II
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
§ 1. ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. ВТ-ЮМ
Принципиальная гидравлическая схема однокоординатной
следящей системы полуавтомата мод. ВТ-ЮМ
При токарной обработке заготовок деталей сложной формы широко
применяют гидравлические следящие системы, которые являются систе-
мами автоматического регулирования.
Эти системы характеризуются применением специального, чувствитель-
ного к рассогласованию копировального устройства, которое непрерывно
сравнивает движение резца с заданной программой — профилем шаблона.
При возникновении рассогласования подается сигнал исполнительному
органу для устранения этого рассогласования.
В копировальных станках с гидравлической следящей системой при-
меняются преимущественно схемы с дроссельным регулированием, до-
стоинством которых является простота конструкции. В этих схемах ис-
пользуются насосы постоянной производительности. Принципиальная
гидравлическая схема следящей системы станка показана на фиг. II, 6.
Движением поперечно-копировального суппорта 2 управляет следящий
золотник 5, который имеет на конце копировальный палец 6. Корпус ко-
пировального устройства 4, в расточке'которого помещается следящий
золотник 5, соединен с поперечным суппортом 2 и со штоком поршня 3
силового цилиндра; последний скреплен с кареткой продольного суп-
порта.
Заготовки обрабатывают по шаблону, в точности соответствующему
профилю изделия. Задающая (продольная) подача не связана со следящей
(поперечной) и имеет постоянную устанавливаемую' величину. Подача
резца происходит в направлении результирующей продольной и попереч-
ной (следящей) подач и является величиной переменной, зависящей от
угла обрабатываемого участка профиля изделия.
Данная следящая система работает следующим образом.
Масло от насоса 1 поступает в штоковую полость F2 гидроцилиндра,
а через клапан 7 с переменным проходным сечением — в копировальное
устройство 4 и в верхнюю полость Fr гидроцилиндра. Таким образом,
полости и 7% гидроцилиндра находятся постоянно под давлением, что
обеспечивает большую чувствительность, жесткость и виброустойчивость
системы.
При увеличении или уменьшении сопротивления путем изменения про-
ходного сечения а следящего золотника 5, в зависимости от профиля ко-
пира, будут соответственно изменяться направление и скорость перемеще-
ния поршня, а следовательно, и копировального суппорта.
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. ВТ-ЮМ
305
Фиг. II, 6. Принципиальная гидравличе-
ская схема однокоординатной следящей
системы полуавтомата мод. ВТ-ЮМ.
В начальный момент, когда копировальный палец 6 не соприкасается
с копиром, следящий золотник 5 пружиной отводится вниз, вследствие
чего перекрывается проходное сечение а. В этом случае сопротивление
в копировальном устройстве будет наибольшее, и поршень вместе с суп-
портом и корпусом следящего золотника будет быстро перемещаться вниз
по направлению к заготовке, до тех пор, пока копировальный палец 6 не
дойдет до шаблона. При встрече пальца 6 с шаблоном следящий золотник 5
переместится вверх и откроет проход жидкости через проходные сечения а
и б в бак.
Давление в полости рабочего
цилиндра уменьшится, и поршень 3
вместе с суппортом 2 в случае копи-
рования кривой спада будет переме-
щаться вниз с меньшей — следящей
подачей.
При некотором открытии проход-
ного сечения а давление в полости F\
становится равным половине давле-
ния в полости F2, а так как отноше-
ние рабочих площадей поршня равно
двум, то подача копировального суп-
порта прекратится. Это положение
соответствует обработке цилиндри-
ческой поверхности детали.
При касании щупа с профилем
подъема следящий золотник получает
большее смещение, открывая еще
более проходное сечение а. В этом
случае давление в полости Fr будет
меньше, чем в полости F2, и копиро-
вальный суппорт будет перемещаться
вверх.
Скорость перемещения суппорта
определяется количеством жидкости,
которое в состоянии пропустить при
данном перепаде давления дроссельное отверстие а следящего золотника.
В рассматриваемой следящей системе перемещение рабочего поршня
вызывает перемещение корпуса копировального устройства, которое
в этом случае и выполняет; роль обратной связи между золотником 5
и поршнем 3.
Вследствие перемещения корпуса копировального устройства команд-
ный импульс постепенно ослабляется, и как только перемещение суппорта
будет соответствовать перемещению копировального пальца, импульс ста-
новится равным нулю.
Применение в гидравлической копировальной системе с дифферен-
циальным цилиндром клапана 7 с переменным проходным сечением вместо
дросселя с постоянным проходным сечением имеет ряд преимуществ.
Скорости быстрых (ускоренных) ходов вверх и вниз для системы с клапа-
ном, в отличие от системы с дросселем, равны между собой. Применение
клапана с переменным проходным сечением повышает также точность ко-
пирования и позволяет работать на меньшем и постоянном давлении.
К преимуществам данной копировальной системы можно также
отнести: плавный ход, возможность бесступенчатого изменения величины
20 Ачеркан
306
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
следящей подачи, малую инерционность, которая обеспечивает быстро-
действие, и достаточно высокую точность обработки.
Предохранительный клапан 8 с переливным золотником поддерживает
в сети постоянное давление.
Назначение и особенности конструкции станка. Полуавтомат мод.
ВТ-ЮМ (фиг. 11,7) предназначен для токарной обработки заготовок кон-
ft 45 16 /7 13
Фиг. II, 7. Токарно-копировальный полуавтомат мод. ВТ-ЮМ:
/ — станина; 2 — пульт управления; 3 — переключатель чисел оборотов шпинделя; 4 — шпиндель-
ная (передняя) бабка; 5 — вводный выключатель; 6 — рукоятка с лимбом для установки величины
подачи суппорта; 7 — основание суппорта; 8 — маховичок перемещения переднего центра при
установке копира; 9 — левая центровая бабка; 10 —- рукоятка зажима корпуса центровой бабки;
11 — упор-ограничитель длины обрабатываемой поверхности; 12 — рукоятка зажима пиноли цен-
тровой бабки; 13 — копир; 14 —- салазки суппорта; 15 — датчик; 16 — салазки датчика; 17 — ру-
коятка закрепления салазок датчика; 18 — рукоятка с лимбом для перемещения салазок датчика;
19 — основание салазок датчика; 20 — копировальные салазки; 21 — гидроцилиндр копироваль-
ных салазок; 22 — правая центровая бабка; 23 — маховичок перемещения заднего центра при уста-
новке копира; 24 — разцедержатель; 25 — задняя бабка; 26 — цилиндр перемещения пиноли
задней бабки.
цевого инструмента — сверл, разверток, концевых фрез и т. д. Заготовка
изделия зажимается в центрах и обрабатывается с помощью гидрокопиро-
вального устройства по круглому копиру или эталонной детали.
На станке можно обрабатывать как отдельные участки инструмента,
так и всю длину за один или несколько проходов.
Все движения, за исключением вращения обрабатываемой заготовки,
осуществляются при помощи гидравлики. Она обеспечивает рабочую про-
дольную подачу и быстрый отвод суппорта, движение копирования, под-
жим пиноли задней бабки, растормаживание и пуск шпинделя, а также
охлаждение инструмента.
Шпиндель приводится в движение непосредственно от двухскорост-
ного электродвигателя через клииоременную передачу.
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. ВТ-ЮМ
307
В ведомый шкив, насаженный на шпиндель, встроен тормоз, который
приводится в действие пружиной и отжимается гидравлическим плун-
жером.
Переключение числа оборотов электродвигателя осуществляется с по-
мощью барабанного переключателя скорости. Электродвигатель смонти-
рован внутри станины на качающейся плите, что обеспечивает удобство
регулировки натяжения ремня.
Данные полуавтомата мод. ВТ-ЮМ приведены ниже.
Краткая техническая характеристика полуавтомата
Диаметр обрабатываемых поверхностей в мм:
наибольший ............................................. 50
наименьший............................................. 12
Длина обрабатываемых поверхностей в мм:
наибольший ............................................ 350
наименьший............................................. 80
Наибольший ход суппорта в мм............................... 400
Наибольший ход копировальных салазок	в мм................ 35
Наибольшая глубина обтачиваемого профиля в	мм.............. 20
Наибольший угол обтачиваемого контура	в град............... 15
Число оборотов шпинделя в минуту......................... 720;	1450
(при смене ведущего шкива)............................. 500;	1000
Продольная подача суппорта в мм/мин (регулирование бессту-
пенчатое) ............................................... 100—800
Скорость быстрого отвода продольного суппорта в м/мин...	1,3
Скорость отвода копировальных	салазок в м/мин................ 1,3
Мощность двухскоростного электродвигателя привода шпин-
деля в кет............................................... 5,2/7
Слева на передней горизонтальной плоскости станины 1 (фиг. II, 7)
закреплена шпиндельная бабка 4, а с правой стороны на наклонной пло-
скости с V-образной направляющей — задняя бабка 25, которую можно
перемещать по направляющим и устанавливать соответственно длине об-
рабатываемых заготовок — изделий. Внутри пиноли задней бабки на под-
шипниках качения смонтирован вращающийся шпиндель, в конусное от-
верстие которого вставлен центр. Наличие вращающегося шпинделя у зад-
ней бабки позволяет работать на больших числах оборотов. Осевое поджа-
тие и отвод пиноли осуществляются гидроцилиндром.
На горизонтальной верхней плоскости станины сзади передней и зад-
ней бабок крепят основание 7 суппорта (фиг. II, 7 и И, 8, а) с наклонными
прямоугольными направляющими, по которым перемещаются салазки
суппорта 14, а сзади по направляющим в виде ласточкина хвоста устанав-
ливают левую 9 и правую 22 центровые бабки, в центрах которых устанав-
ливают копир 13.
Точная установка копира по длине достигается выдвижением пинолей
с помощью маховичков 8 и 23. Пиноль правой бабки подпружинена.
Продольная подача салазок суппорта осуществляется от гидроцилин-
дра, встроенного в основание 7 суппорта.
По наклонным направляющим салазок суппорта 14 от поперечного
гидроцилиндра 21 перемещаются копировальные салазки 20 с закреплен-
ными на них резцедержателем 24 и литым угольником (основанием) 19
с направляющими в виде ласточкина хвоста, по которым перемещаются
салазки 16 датчика. Они являются связующим звеном между копироваль-
ными салазками 20, к которым они жестко прикреплены основанием 19, и
датчиком 15, прикрепленным к верхней плоскости салазок 16.
20*
308
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬН ЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. ВТ-ЮМ
309
Вылет копировальных салазок, а также установку на глубину точения
регулируют перемещением салазок датчика /5, вращая рукоятку 18
с лимбом.
После установки салазки датчика жестко закрепляют на угольнике
(основании) 19 с помощью прижима от рукоятки /7.
Датчик (фиг. II, 8, б) имеет кронштейн, при помощи которого он кре-
пится к салазкам корпуса, внутри которого помещены следящий и регули-
Фиг. II, 9. Гидрокинематическая схема токарно-копировального полуавтомата мод. ВТ-ЮМ.
рующий золотники (клапан с переменным проходным сечением), и системы
рычагов, посредством которых все движения щупа передаются на следя-
щий золотник.
Гидрокинематическая схема (фиг. II, 9). Масло, нагнетаемое насо-
сом 1 через пластинчатый фильтр 2 и предохранительный клапан с пере-
ливным золотником 3, поступает в систему. Предохранительный клапан
настраивается на рабочее давление р = 20 бар. которое контролируется
в главной цепи манометром А.
По трубопроводу масло проходит в клапан с переменным проходным
сечением (датчик) и штоковую полость гидроцилиндра Z(2 копировальных
салазок. Из клапана с переменным проходным сечением масло поступает
в верхнюю полость гидроцилиндра Ц%. вследствие чего копировальный
суппорт перемещается по направлению к заготовке изделия.
При движении вперед щуп следящего золотника касается копира и,
преодолевая усилие пружины, отжимает следящий золотник, открывая
щель для слива масла, вследствие чего уменьшается давление в поршневой®
полости цилиндра Z(2. Когда давление в этой полости гидроцилиндра
станет в 2 раза меньше, чем в штоковой, копировальные салазки будут
310
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
находиться в равновесии, что соответствует обтачиванию цилиндрической
части заготовки изделия. По мере опускания и поднимания щупа будут
соответственно перемещаться и копировальные салазки; таким образом,
резец будет повторять движения щупа.
В следящем золотнике при этом поддерживается постоянная величина
щели и тем самым сохраняется постоянная разность давлений в полостях
цилиндра Д2.
При нарушении контакта щупа с копиром следящий золотник под
действием пружины займет исходное положение, и копировальные салазки
пойдут вниз.
Одновременно масло через напорный золотник 4 при включенных элек-
тромагнитах Эм! и Эм 2 поступает в штоковую полость цилиндра Цг —
продольного перемещения суппорта, осуществляя рабочую подачу.
Из поршневой полости масло выходит через дроссель с регулятором 7,
чем обеспечивается постоянство рабочей подачи. Величина подачи уста-
навливается поворотом дросселя при помощи рукоятки 6 с лимбом
(фиг. II, 7). Повороту лимба на то или другое число делений соответствует
определенная подача, устанавливаемая при испытании станка. При быст-
ром отводе суппорта включается лишь электромагнит Эм2 (фиг. II, 9),
и масло через оба золотника Зх и обратный клапан 6 поступает в поршне-
вую полость гидроцилиндра Ц1У перемещая суппорт в его крайнее правое
положение.
Масло в гидроцилиндр Ц3, поджима пиноли задней бабки, поступает
через редукционный клапан 5, который настраивается в зависимости от
обрабатываемой заготовки изделия на давление, несколько меньшее, чем
давление в главной системе, или равное ему. Давление контролируется
по манометру Б редукционного клапана.
При включенном электромагните Эм3 масло через золотник Зх посту-
пает в штоковую полость цилиндра Ц3 и отжимает пиноль.
При выключенном электромагните Эм3 масло через золотник Зх посту-
пает в поршневую полость гидроцилиндра Ц3, осуществляя поджим пи-
ноли; одновременно включается электромагнит Эмь, и масло через золот-
ник поступает под плунжер цилиндра Ц4 тормоза шпинделя, и шкив рас-
тормаживается. При этом срабатывает конечный выключатель, который
включает вращение шпинделя передней бабки.
Порядок работы на станке. При полуавтоматическом
режиме переключатель ставится в положение «Полуавтомат». Рабочий
нажимает на кнопку «Пуск»-насас и тем самым включает электродвигатель
насоса.
При нажатии на кнопку «Отвод»-центр включается электромагнит Эм3
(фиг. II, 9) и происходит отвод центра задней бабки.
Отпуская кнопку «Отвод», рабочий устанавливает заготовку на линию
центров, а так как электромагнит Эм3 выключен, происходит зажим заго-
товки.
Нажатием на кнопку «Пуск» полуавтомат включается электромагнит
Эмь, и тормоз освобождает ведущий шкив шпинделя. Одновременно вклю-
чается магнитный пускатель электродвигателя вращения шпинделя (число
оборотов которого будет зависеть от положения барабанного переключа-
теля), а также электромагниты Эм± и Эм %. Начинается рабочая подача суп-
порта и обработка заданного контура изделия по копиру.
• В конце рабочего хода срабатывает конечный выключатель, магнитный
пускатель электродвигателя шпинделя, а также электромагнит Эм5 вы-
ключаются, происходит торможение и останов электродвигателя. При этом
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
311
электромагниты Эм2 и Эм4 включаются, вследствие чего щуп отходит от
заготовки изделия, и суппорт быстро возвращается в исходное положение.
В крайнем положении суппорт нажимает на конечный выключатель,
и схема подготовляется к следующему циклу, который после установки
очередной заготовки вновь включают кнопкой «Пуск»-полуавтомат.
Электрическая схема станка позволяет обрабатывать заготовки изде-
лия в несколько проходов.
При наладочном режиме работы переключатель уста-
навливается в положение «Наладка»; при этом становится возможным раз-
дельное управление всеми приводами станка.
§ 2. ТО КАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
Конструкция и краткая техническая характеристика станка. Станок
мод. МР105 (фиг. II, 10) — гидрокопировальный полуавтомат с устройст-
вом для автоматической загрузки заготовок и разгрузки изделий — ис-
пользуется в инструментальном производстве для обработки сверл, метчи-
ков, разверток и др.
Обработка заготовок и получение заданного профиля изделий осущест-
вляется одним резцом с помощью гидравлического следящего устройства
по установленному на станке шаблону или эталонной детали.
Наличие многопроходной автоматики позволяет обрабатывать за не-
сколько проходов; это необходимо при использовании заготовок со значи-
тельными или неравномерными припусками и в случае обработки заго-
товок изделий с большими перепадами диаметров.
Вертикальная компоновка станка обеспечивает надежную защиту ра-
бочего от стружки и ее свободный сход с суппорта и облегчает обслужи-
вание станка. Благодаря наличию загрузочного и разгрузочного устройств
один рабочий может обслуживать несколько станков.
Метод копирования при обработке заготовок инструмента позволяет
резко поднять производительность, как сокращая время наладки и пере-
наладки станка (который работает одним резцом), так и применяя более
высокие режимы резания. ,
Большая мощность электродвигателя главного привода и достаточная
жесткость станка позволяют использовать инструмент, оснащенный совре-
менными твердыми сплавами, и вести обработку со значительными сече-
ниями стружки. Уменьшение отжима заготовки, вследствие обработки ее
лишь одним резцом, а также высокая точность следящей копировальной
системы обеспечивают высокую точность обработки. Данные токарно-
копировального полуавтомата мод. МР105 приведены ниже.
Краткая техническая характеристика полуавтомата
Диаметр обрабатываемой по-
верхности в мм:
наименьший............. 20
наибольший............. 90
Длина обрабатываемой по-
верхности в мм:
наименьшая............ 150
наибольшая............ 450
Число оборотов шпинделя
в минуту
наименьшее..........	162
наибольшее..........	2040
Количество ступеней чисел
оборотов шпинделя	...	V2
Величина рабочей подачи ко-
пировального суппорта
(суммарная) в мм!мин:
наименьшая.............. 20
наибольшая........... 700
Скорость быстрых перемеще-
ний копировального суп-
порта в м/мин:
продольного..........	5,5
поперечного..........	1,06
Мощность электродвигателя
главного привода	в кет	14
Число оборотов электродви-
гателя в минуту .... 1450
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
Фиг. II, 10. Токарно-копировальный полуавтомат мод. МР105:
1 — панель управления пинолью; 2 — панель золотников; 3 — загрузочный лоток; 4 — гидравлический щуп; 5 — механизм установки шабло-
нов; 6 — разгрузочное устройство; 7 — цилиндр зажима; 8 — разгрузочный лоток; 9 — шпиндельная бабка; 10 — наладочный пульт управле-
ния; 11 — станина; 12 — винт для перемещения задней бабки; 13 — установка упоров для конечных выключателей; 14 — переключение блоков
зубчатых колес в коробке скоростей; /5 — рабочий пульт управления; 16 — загрузочное устройство; 17 — цилиндр загрузочного устройства;
18 — маховик для установки резца на глубину; 19 — копировальный суппорт; 20 — рукоятка для закрепления каретки щупа; 21 — механизм
установки щупа; 22 — маховик для перемещения упора щупа; 23 — маховик для установки шаблона; 24 — задняя бабка; 25 — управление
пиноли задней бабки; 26 — панель управления копировальным суппортом; 27 — гидравлический бак.
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД, МР105
313
Станина станка (фиг. II, 10) представляет собой жесткую чугун-
ную отливку, в верхней части которой под углом 45° к вертикали распо-
ложены направляющие копировального суппорта.
На станине слева расположена шпиндельная бабка и гидроцилиндр
для продольного перемещения копировального суппорта. Справа уста-
новлена на специальных направляющих задняя бабка. На верхней пло-
скости шпиндельной бабки прикреплен загрузочный лоток, а разгрузоч-
ное устройство размещено на задней стороне станины. На верхней ее пло-
Фиг. II, 11. Кинематическая схема токарно-копировального полуавтомата мод. МР105.
скости установлен также механизм поворота шаблона, который позволяет
обрабатывать заготовку в несколько проходов. Станина установлена на
двух тумбах: в левой расположен электродвигатель главного привода,
в правой — гидравлический привод станка. Электродвигатель установлен
на специальной плите, перемещением которой регулируется натяжение
клиновых ремней.
От вала I (фиг. II, 11) электродвигателя через клиноременную пере-
дачу вращение получает приводной вал II, от которого вращение через
сменные зубчатые колеса, постоянные колеса z = 34 и г — 50 на валу III
и два передвижных блока зубчатых колес на валу IV передается шпин-
делю станка.
С левой стороны шпиндельной бабки расположен гидроцилиндр для
перемещения переднего центра. В коническое отверстие шпинделя встав-
лен ведущий центр-ерш, имеющий на торце насечку для закрепления заго-
товки изделия и передачи ей крутящего момента.
Механизмы коробки скоростей смазываются от плунжерного насоса.
314
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
В отверстии задней бабки смонтирована пиноль*с вращающимся цент-
ром. Пиноль перемещается и закрепляется при помощи гидроцилиндров.
К штоку гидроцилиндра перемещения пиноли крепится планка, на кото-
рой закреплены четыре кулачка, воздействующие при ее перемещении на
конечные выключатели для осуществления соответствующих команд.
Задняя бабка перемещается по направляющим при помощи винта, за-
крепленного в кронштейне. Корпус бабки крепится в двух плоскостях:
Фиг. II, 12. Копировальный суппорт токарно-копировального полуавтомата мод. МР105
винтами он прижимается к вертикальным направляющим, а с помощью
двух клиньев и сухарей — к нижней базовой поверхности направляю-
щих.
Заготовки в количестве 6—24 шт. в зависимости от диаметра укла-
дываются в загрузочный лоток, с которого они снимаются загрузочным
устройством, расположенным на каретке копировального суппорта, и по-
даются на линию центров.
Обработанное изделие, вынесенное с центров механизмом разгрузки,
наталкивается на упор и падает в разгрузочный лоток (фиг. II, 10).
Копировальный суппорт (фиг. II. 12) имеет каретку /
и верхнюю часть. Каретка получает продольное перемещение по верхним
направляющим станины от гидроцилиндра, расположенного в левой части
станины. Верхняя часть суппорта состоит из вертикальных салазок 2 и
гидроцилиндра 4. Внизу салазок при помощи Т-образных пазов устанав-
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
315
ливается и закрепляется резцедержатель, имеющий регулирующее уст-
ройство для правильной установки резца относительно оси центров и ка-
нал для подвода охлаждающей жидкости к режущей части резца.
К каретке 1 жестко присоединен шток 3 гидроцилиндра 4, а гидроци-
линдр прикреплен к верхнему фланцу салазок 2.
Последние вместе с гидроцилиндром совершают поперечное (копиро-
вальное) д в ижен и е.
На корпусе гидроцилиндра 4 размещена каретка, на которой закреплен
корпус 9 следящего золотника и рычаг с ощупывающим наконечником.
Для настройки на размер обрабатываемой заготовки изделия расстояние
между наконечником и резцом можно изменять.
Вращением маховичка 5 каретку перемещают в заданное положение
и рукояткой 6 закрепляют ее. При обработке заготовок в неавтоматическом
режиме в несколько проходов, с применением лишь одного шаблона 10,
использует упор 7. Маховичком 8 упор регулируют таким образом, чтобы
при наличии зазора между щупом и шаблоном резец мог снимать при-
пуск на заготовке. Опуская (вращением маховичка 8) после каждого
прохода винт уцора 7 на необходимую величину, постепенно снимают при-
пуск на заголовке. Последний проход производится пр шаблону; для
этого перед последним проходом винт упора опускается до соприкоснове-
ния наконечника щупа с шаблоном или эталонной деталью. Исполь-
зуя упор щупа, можно обрабатывать заготовки цилиндрических изделий
без шаблонов и эталонных деталей.
На каретке копировального суппорта установлен лубрикатор, который
за каждый ход поперечного суппорта автоматически подает ко всем сма-
зочным точкам порции масла.
Для выполнения нескольких проходов в одном автоматическом цикле
на барабан механизма установки шаблонов устанавливают соответствую-
щие копиры, рарабан установлен во вращающихся центрах двух бабок.
Поворот барабана производится (смена копиров) в момент возвращения
копировального суппрртд в исходное положение; при этом срабатывает
конечный выключатель и включается соответствующий электромагнит,
управляющий гидроцилиндром поворота барабана.
Для сокращения времени переналадки применяют сменные барабаны
с заранее установленными копирами.
Принцип работы гидравлической следящей системы станка
В отличие от однокоординатной следящей системы с независимой про-
дольной (задающей) подачей/ в данном станке задающая подача связана
с поперечной. С увеличением поперечной подачи автоматически умень-
шается продольная подача, и наоборот.
На фиг. II, 13 приведена принципиальная гидравлическая схема сле-
дящей системы.
Копировальный суппорт 6 жестко связан с корпусом следящего золот-
ника 10 и с гидроцилиндром 7 поперечной подачи. Золотник щупа прижи-
мается пружиной 9 к рычагу И через наконечник, имеющий форму резца,
соприкасается с шаблоном 12 и при движении продольного суппорта пе-
ремещается в поперечном направлении.
При перемещении золотника щупа вверх масло поступает в верхнюю
полость гидроцилиндра 7 и поперечный суппорт 6 отходит от оси заготовки.
При соприкосновении наконечника с кривой спада золотник щупа опу-
скается под действием пружины вниз. Масло поступает в нижнюю полость
316
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
цилиндра, и суппорт перемещается к оси заготовки изделия. Вместе с по-
перечным цилиндром перемещается корпус следящего золотника, чем обес-
печивается обратная связь между золотником и цилиндром.
При обработке цилиндрического участка поверхности следящий золот-
ник занимает нейтральное положение (оно показано на фиг. II, 13), и
масло не поступает ни в одну из полостей цилиндра 7.
Следящий привод работает следующим образом.
От насоса 1 масло поступает в корпус следящего золотника 10 и одно-
временно в правую полость гидроцилиндра S, осуществляя продольное
Фиг. II, 13. Принципиальная схема гидра-
влической следящей системы полуавтомата
мод. МР105.
ЛОСТЯХ У7! И F2,
перемещение суппорта. При
этом следящий золотник, пере-
мещаясь от копира вверх или
вниз, открывает доступ маслу
в ту или другую полость гидро-
цилиндра 7, а из противопо-
ложной полости масло через
выточку а или б и дроссель 2
поперечной подачи сливается
в бак. Масло, вытесняемое из
левой полости цилиндра S, по-
ступает к дросселю 3 продоль-
ной подачи через автоматиче-
ский регулятор скорости 5,
который и осуществляет коор-
динацию скоростей в двух вза-
имно перпендикулярных напра-
влениях.
Регулятор скорости соединен
каналом в со сливной полостью
следящего золотника. Следова-
тельно, золотник регулятора 5
находится под действием давле-
ний, которые устанавливаются
перед дросселями 3 и 2.
Сумма сил, воздействующих
на золотник регулятора 5 в по-
4. Следовательно,
уравновешивается силой пружины
положение золотника регулятора зависит от суммы этих сил.
С увеличением угла наклона обрабатываемого профиля, а следова-
тельно, и скорости поперечного перемещения, из поперечного цилиндра
будет вытесняться больший объем масла. Давление при этом перед дрос-
селем 2 и в полости Т7! регулятора повысится, и суммарное давление будет
больше силы пружины. Золотник регулятора передвинется вниз, и проход-
ное сечение г уменьшится. Скорость перемещения продольного суппорта
будет уменьшаться до тех пор, пока суммарное давление вновь не уравно-
весится силой пружины.
При обтачивании цилиндрической поверхности золотник щупа зани-
мает нейтральное положение, перекрывая вход и выход маслу из обеих
полостей поперечного цилиндра. Поперечная подача суппорта прекра-
щается. Давление в полости Fx регулятора падает, и сумма сил, действую-
щих на регулятор, уменьшается; пружина 4 перемещает золотник вверх,
увеличивая проходное сечение г, вследствие чего скорость продольного
перемещения суппорта увеличивается.
ТОКАРНО-КОПИ РОВАЛЬН Ы Й ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
317
При определенных соотношениях между площадями ступеней золот-
ника автоматического регулятора 5 можно обеспечить изменение геометри-
ческой суммы продольной и поперечной подач, т. е. подачи копирования,
либо по эллиптическому закону, либо по закону окружности. В последнем
случае результирующая подача будет постоянна, независимо от угла на-
клона участков копируемого профиля.
Отношение полуосей эллипса а и b (фиг. II, 14, кривая д), а следова-
тельно, поперечной и продольной подач достигается соответствующим от-
крытием дросселей 2 и 3.
Эллиптический закон изменения подач имеет большое практическое
значение, так как при токарной обработке заготовок изделий с различными
профилями во многих случаях желательно,
чтобы поперечная подача была меньше про-
дольной.
В этих условиях гидрокопировальная
система работает как однокоординат-
ная с взаимозависимыми про-
дольной и поперечной пода-
чами.
Размеры ступенчатого золотника регуля-
тора выполняются так, что постоянство
результирующей подачи (фиг. II, 14, кри-
вая г) обеспечивается одинаковым откры-
тием дросселей 2 и 3 (фиг. II, 13). В этом
случае результирующая подача (фиг. II, 14)
= const.
а
Фиг. II, 14. График изменения
результирующей подачи:
0 — угол наклона профиля; sp—.ре-
зультирующая подача.
й системе копир о-
Эти условия отвечают закону измене-
ния подач при двухкоординатно
В а Н И Я .
Автоматический цикл станка. Цикл работы станка обеспечивается
электрогидравлическими средствами. Управление отдельными элементами
цикла производится настраив'аемыми кулачками, которые воздействуют
на конечные выключатели.
В табл. II, 2 (стр. 318, 319) показан цикл станка в автоматическом ре-
жиме как при однопроходной, так и при двухпроходной работе. Во вто-
рой графе указаны обозначения переключателей, а в третьей — узлы, на
которых они размещены и от перемещения которых происходит команда
на включение или выключение электромагнитов или реле давления.
Эскизы и наименования переходов дают наглядное представление о по-
рядке переходов в цикле.
1) при однопроходной обработке цикл включает переходы с 1 по 12к,
и повторяющийся цикл начинается с перехода 3;
2) при двухпроходной обработке первый проход включает переходы
с 1 по 10 г и, как продолжение их, переходы с 10 д по 13 включительно;
второй проход включает переходы с 10а по 12к; повторяющийся цикл на-
чинается с перехода 3.
Управление работой гидросистемы производится при помощи электро-
магнитов, получающих команды от конечных выключателей и реле давле-
ния (управление по пути).
Станок имеет три электродвигателя: для вращения шпинделя, для при-
вода гидронасосов и для привода шнека.
Таблица 11,2
Цикл станка 6 абтома/пическом режиме (с начала пуска станка) при однопроходной и двух проходной работе
Н*пё; рехода	Переключатель и узел				Эскизы переходов	Наименовалиe переходов	Работа электромагнитов												W
							3Mi	зм^	зм^	эм4	зм5	эм$	эм,	эм9	ЭМд	3Mt	зщ	ЗОа.	
1	2К9		<•		Пуск электродвигателя насоса-2Л и установка на наладочном режиме механизмов 6 исходное положение														
2	Рпк(загрузят.лоток) 1РПК( разгрузчик) НРПК(загрузчик),																		
					„Стоп”	Исходное положение		—		—		—							
	нажаты ЗРПШ (шаблон) отжат																		
3	Щ-пакетный пере- ключатель „автомат” ЗКУ-цикл (только пуск 2РПП Пиноль					Разгрузчик вперед (на линию центров)												®	
ч	1РПК Разгрузчик		— первый п р о хо		ф' чТр <|р ф|	Центр назад . (из среднего положения)									®		—		
						Пиноль назад (из среднего у крайнее положение)'								®					
5	вРПК Центр ЧРПП < Пиноль /				сз А*'	Разгрузчик назад												©	
6	1РПК Разгрузчик				1ц u 1 ^Zb	Загрузчик вниз (на линию центров)										©			
7	ЗРПК Загрузчик					Пиноль вперед (в среднее положение)								®		—			
		7 в о т к а 6 о т к а				центр вперед (Летали 6 центр)							Q		Q				
8	1РПП Пиноль 6РПК Задний центр																		
						Подъем загрузчика (в среднее положение)											®		
					Ilf ll														
																			
		XJ																	
9	2РПК Загрузчик	о б р о б р а			। ♦	Подвод пиноли вперед до упора (центр с деталью назад под давлением)							®				—		
						Зажим пиноли													
318	СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
10	а	j 1 IIUHOlIb	одна* ' н а я л					-HF,			Ьыстрыи продоньныи подвод суппорта	(i)	©											
	5	1К . Магнитный пускатель								включение злектродв главного привода -1Д													
	6	1РП Копировальный суппорт	-прах р О X о в ой прохо									Ускоренный поперечный подвод	-	—		©	©								
							—Ld																
																							
	г	1РДГ Реле давления	- 0 Н Q Q		5 Ч £ I		Г.	TLjT~			Копирование на 1— рабочей подаче				—	©								©
																							
																							
		2РЛ Гидро щуп [установка подач)					U । ЦГХ 7 -			Копирование на рабочей подаче	©		©		©								©
							4-i _ -																
					' С	а с																	
	9	УРП Копировальный суппорт 2РПШ Шаблон		I I I	— с		1	k-rH—~			Ускоренный отвод поперечного суппорта в заднее положение	—		—	©	©								
					Двух-проход		j—zzfi.nl П 	-	fl																
	е									Выключение электродв. главного привода													
11							J * — - —			Перемещение загрузчика из среднего поло- жения в Верхнее											©		
																							
12 К		ЧРПК Загрузчик						pZ^ZZbffTT^nj		Отжим пиноли							©	©					
								ГцJSfflP		Отвод пиноли в среднее положение													
										Отвод центра в крайнее переднее положение													
								^р|~~" 	l^44jZr >															
		W Поперечный суппорт								Быстрый прудольный отвод суппорта													
				I , I	I I																		
W	Остановка 1РПИ в исходном положении суппорта						Повторение цикла с позиции 3 при однопроходной обработке											—					
	9	ЧРП 2РПШ					U		|д—	Ускоренный отвод поперечного суппорта в заднее положение	—			©	—								
																							
	к	ЗРП					-*•		-		Быстрый продольный отвод суппорта		©											
			Двух					У I															
							§  																	
13		ПШ 1РПШ								Поворот барабана шаблонов'						©							
(							Продолжение цикла с позиции 10 а при двухпроходной обработке																
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
320
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
Электрическая схема предусматривает работу станка на автоматиче-
ском, полуавтоматическом и наладочном режимах, которые устанавли-
ваются поворотом в соответствующее положение рукоятки пакетного пере-
ключателя.
На автоматическом режиме, в отличие от полуавтоматического, вклю-
чаются в работу загрузочное и разгрузочное устройства. При наладочном
режиме управление суппортом, электродвигателем шпинделя, пинолью зад-
ней бабки, передним центром и загрузочным, разгрузочным устройствами
производится раздельно.
Гидравлическая система в этом станке (фиг. II, 15, а) питается от еди-
ной насосной установки, состоящей из одного спаренного насоса типа
Л1ФС — для быстрых ходов — производительностью в 35 л!мин при дав-
лении р = 10 — 15 бар и для подач производительностью 12 л/мин при
р = 20—25 бар. Гидравлический привод работает на минеральном масле
индустриальное 20 или турбинное Л.
Управление автоматическим циклом, так же как и управление про-
цессом копирования, сосредоточено в гидропанелях, которые присоеди-
нены к нагнетающим магистралям насосов низкого и высокого давлений.
Гидропанель копировального суппорта пост-
роена по принципу электрогидравлического управления автоматическим
циклом и обеспечивает следующие переходы: а) «Стоп» в любом положении:
б) быстрый продольный подвод; в) быстрый поперечный подвод до сопри-
косновения наконечника щупа с копиром; г) копирование на первой и вто-
рой рабочих подачах; д) быстрый отвод в продольном и поперечном направ-
лениях; е) «Стоп подача» в любом положении с последующим возобновле-
нием цикла.
В гидропанель копировального суппорта входят: два распределитель-
ных золотника, дроссели первой и второй продольных подач, дроссель по-
перечной подачи с автоматическим регулятором, разделительный клапан,
автоматический регулятор и золотники-пилоты с электромагнитами,
управляющие: Эмх — верхним распределительным золотником; Эм2 —
нижним распределительным золотником и разгрузкой насоса быстрых
ходов при рабочих подачах и положении «Стоп»; Эм3 — включением вто-
рой рабочей подачи; Эм± — включением поперечной подачи. Гидропанель
суппорта построена таким образом, что в его гидроцилиндр масло может
поступать либо от насоса высокого давления при закрытом доступе от
насоса низкого давления, или наоборот, жидкость поступает от насоса низ-
кого давления при закрытом доступе масла от насоса высокого давления.
Гидропанель перемещения и- зажима пиноли
задней бабки состоит из трех отдельных корпусов, в которых соот-
ветственно расположены: в первом — обратные клапаны насосов высокого
и низкого давлений и редукционный клапан, во втором — реверсивный
золотник, управляемый двумя золотниками-пилотами (пружины обеспе-
чивают среднее положение), в третьем — золотник зажима пиноли и дрос-
сель ее обратного хода.
Гидропанель с помощью золотников-пилотов обеспечивает: а) быстрое
перемещение пиноли из исходного положения в среднее; б) перемещение
пиноли из среднего положения до упора; в) остановку и зажим пиноли:
г) отжим пиноли и отвод до среднего положения; д) отвод пиноли из сред-
него положения в исходное.
На других двух панелях расположены золотники-пилоты, управляю-
щие всеми движениями в автоматическом цикле, и обратный клапан вы-
сокого и низкого давлений.
Фиг. II, 15а. Гидравлическая схема токарно-копировального полуавтомата мод. МР105.
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
322
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
Вначале автоматического цикла нажимом кнопки
включают электродвигатель гидронасосов (табл. 2, переход 1) и на нала-
дочном режиме устанавливают механизмы станка в исходное положение —
положение «Стоп» (табл. 2, переход 2). Этому положению соответствует гид-
равлическая схема станка, приведенная на фиг. II, 15а.
В этом случае все электромагниты выключены, а распределительные
золотники своими пружинами поставлены: I — в правое и II — в левое
положение; при этом доступ масла в про-
дольный цилиндр от насоса подач закрыт
Фиг. II, 156. Подвод пиноли вперед до упора и зажим падрли (переход 9, см табл. 2).
Следящий золотник занимает нейтральное положение и своими пояс-
ками запирает как вход маслу в золотник, так и выход из него. Масло от
насоса подач через клапан высокого давления сливается в бак.
Разделительный клапан закрывает доступ маслу к распределительным
золотникам от насоса быстрых ходов, и масло сливается в бак.
Во избежание скачка при включении рабочей подачи выходная полость
продольного цилиндра заперта и находится под давлением.
Все последующие переходы происходят в последовательности, указан-
ной в табл. 2.
После подачи заготовки, ее зажима в центрах и отхода загрузчика
в среднее положение (переход 8) переключатель 2РПК (см. табл. 2) вклю-
чает электромагнит ЭМ7 (фиг. II, 156)1, и масло от насоса низкого давле-
1 На фиг. II, 15, б—е приняты следующие условные обозначения: ЦЦ—рабочая сеть
с перемещением;------— рабочая сеть без перемещения; | ~	7 — отводная сеть.
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
323
ния по трубопроводу 35 поступает в верхнюю полость реверсивного зо-
лотника, перемещая его вниз.
Пиноль вместе с заготовкой и передним центром перемещается в на-
правлении передней бабки до упора торца заготовки в торцовые зубья ве-
дущего центра (переход 9). При этом давление в системе питания пиноли
повышается. Масло, поступающее по трубопроводу 7 через выточки ревер-
сивного золотника, проходит по трубопроводу 9 в золотник зажима пи-
ноли и, сжимая его пружину, проходит по трубопроводу 33 в верхние поло-
сти цилиндров зажима. Происходит зажим пиноли.
После того, как заготовка зажата в центрах и произошел зажим пи-
ноли, происходит быстрый продольный, а затем и попе-
речный подвод суппорта (переход 10а и 10в). Это происходит
следующим образом. В крайнем переднем положении пиноли срабатывает
путевой переключатель ЗРПП (табл. 2), от чего включаются электрома-
гниты Эмх и Эм2 (фиг. II, 15 в), а магнитный пускатель включает электро-
двигатель вращения шпинделя.
Масло от насоса низкого давления проходит выточки золотников-пило-
тов Эм2 и Эмг и поступает к распределительным золотникам / и //, кото-
рые, перемещаясь, занимают первый — левое, второй — правое крайнее
положение. Масло от насоса высокого давления не имеет доступа в панель,
так как средний поясок распределительного золотника II перекрывает
входное отверстие, соединенное с трубопроводом 21.
От насоса низкого давления масло проходит через разделительный
клапан, проточки распределительных золотников и по трубопроводу 3
поступает в правую полость продольного цилиндра; происходит быстрый
продольный подвод суппорта.
Из левой полости продольного цилиндра масло по трубопроводам 4, 5,
6 через проточку в распределительном зрлотнике // сливается в бак.
Поперечный суппорт при быстром продольном перемещении занимает
верхнее крайнее положение.
В конце быстрого продольного подвода копировального суппорта
срабатывает путевой переключатель 1РП (переход 10в, табл. 2), который
включает электромагниты Эм4 и Эмь и отключает электромагниты Эм± идм2*.
Распределительные золотнйки пружинами перемещаются в прежнее
положение «Стоп». Вход и выход масла из продольного цилиндра закры-
вается поясками распределительных золотников. Суппорт будет непод-
вижен.
Включением электромагнита Эмь золотник щупа освобождается и под
действием пружины а переходит в крайнее нижнее положение относи-
тельно корпуса щупа, открывая доступ маслу от насоса высокого давле-
ния по трубопроводу 9, 10 в нижнюю полость цилиндра поперечного суп-
порта. При этом золотник электромагнита Эм± занимает левое положение
и открывает выход маслу в бак из поперечного цилиндра, минуя дроссель
поперечных подач, чем и обеспечивается быстрый подвод поперечного суп-
порта. В этом случае масло из цилиндра проходит трубопровод 11, отвер-
стие в корпусе золотника щупа, трубопровод 12, автоматический регуля-
тор и трубопровод 13.
Следовательно, быстрый подвод копировального суппорта осущест-
вляется при работающей следящей системе, т. е. суппорт управляется
при этом гидравлическим щупом. При опущенном относительно корпуса
* На фиг. II, 15, в объединены переходы 10а и 10в, и электромагниты ЭмА и остав-
лены не выключенными.
21*
324
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
золотнике щупа реле давления не испытывает высокого давления и вслед-
ствие этого остается в выключенном положении. Поэтому суппорт дви-
гается вниз до соприкосновения щупа с шаблоном. При подходе к шаб-
лону золотник щупа занимает нейтральное положение относительно кор-
К клапану
Высокого даВленил
Фиг. II, 15, в. Быстрый продольный -
поперечный подвод копировальнс.-:
суппорта (переходы 10а—в, см.табл. _
пуса щупа, перекрывая доступ маслу в поперечный цилиндр, и в реле дав-
ления масло поступает под большим давлением (фиг. II, 15, г).
При замыкании реле давления подается команда на включение электро-
магнитов для выполнения процесса копирования.
Соответствующей установкой путевого переключателя можно осущест-
вить в каждом проходе требуемую последовательность подач: первая—
вторая, вторая—первая или только первая и вторая.
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬН ЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
325
Копирование на первой рабочей подаче (пере-
ход Юг табл. 2) происходит при ранее включенном электромагните и
включении электромагнита Эмх от реле давления. Включением электро-
магнита Эмх распределительный золотник I (фиг. II, 15, г) вновь переме-
щается влево. Насос быстрых ходов разгружается через клапан низкого
давления, а масло от насоса высокого давления, закрывая разделительный
клапан, проходит через проточки распределительных золотников и посту-
пает в правую полость продольного цилиндра.
Масло от насоса высокого давления поступает также в золотник щупа,
который находится в нейтральном положении. При этом в работу вклю-
чаются дроссели и автоматический регулятор, которые и управляют
326
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
положением копировального суппорта в зависимости от профиля шаблона
(обрабатываемой заготовки изделия).
На фиг. II, 15, г показано положение, соответствующее копированию
на первой рабочей подаче при обтачивании цилиндрической поверхности
(золотник щупа занимает нейтральное положение).
Фиг. II, 15, д. Копирование на 2-й рабочей подаче (переход Юг, см. табл. 2).
ТОКАРНО-КОПИРОВАЛЬНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МР105
327
Из левой полости продольного цилиндра по трубопроводам 4, 5 масло
проходит через автоматический регулятор, трубопроводы 6, 7, первый дрос-
сель продольных подач, минуя второй дроссель, и по трубопроводу 8 через
золотник выключенного электромагнита Э;и3 сливается в бак.
Фиг. И, 15, е. Быстрый отвод поперечного суппорта (переход 10д, см. табл. 2).
Выходная полость щупа через проточки и трубопровод 12 соединена
с автоматическим регулятором и дросселем поперечной подачи, через
который при копировании профиля и происходит слив масла.
Следовательно, в этом случае, в отличие от быстрого поперечного под-
вода суппорта, электромагнит Эж4 выключается, и золотник перекрывает
свободный" выход маслу.
328
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ
Копирование на второй рабочей подаче проис-
ходит при включенных электромагнитах Эм19 Эм3 и Эмъ (табл. 2). Работа
гидравлического привода аналогична копированию на первой рабочей
подаче, но включением электромагнита Эм3 (фиг. II, 15, д) закрывается
выход маслу в бак, в отличие от работы на первой рабочей подаче, вследст-
вие чего масло из первого дросселя продольной подачи проходит во второй
дроссель и из него поступает на слив.
В конце рабочего хода команда на быстрый отвод поперечного суп-
порта поступает от выключателя 4РП (переход 10д табл. 2). При этом
электромагниты Эмг и Эм5 (фиг. II, 15, е) выключаются, а Эм4 включается.
При выключении электромагнита Эм& пружина б переводит золотник
щупа в верхнее положение, сжимая пружину а.
Масло от насоса высокого давления по трубопроводам 9, И поступает
в верхнюю полость поперечного цилиндра.
Включением электромагнита Эм4 вновь открывается свободный выход
маслу из поперечного цилиндра, минуя дроссель поперечных подач. Про-
исходит быстрое перемещение суппорта вверх.
Одновременно с отходом поперечного суппорта выключается электро-
двигатель главного привода. Далее автоматический цикл продолжается
согласно порядку, указанному в табл. 2, и в зависимости от того, происхо-
дит ли работа в один или в два прохода, осуществляется соответствующее
повторение переходов.
ГЛАВА III
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
§ 1.	СТАНКИ ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ КАНАВОК И СНЯТИЯ ЗАТЫЛКОВ У СВЕРЛ
Станки для фрезерования канавок и снятия затылков у сверл занимают
значительное место в инструментальном производстве, так как эти опера-
ции очень ответственны и трудоемки. Для выполнения их можно исполь-
зовать универсально-фрезерные станки и специальные автоматы и полуав-
томаты.
Фрезерование канавок и снятие затылков сверл на универсально-фре-
зерных станках производится раздельно. Применением специальных мно-
гоместных приспособлений для фрезерования канавок сверл на универ-
сально-фрезерных станках достигается значительное увеличение произво-
дительности на этой операции.
В крупносерийном и массовом производстве для этих целей приме-
няются специальные автоматы и полуавтоматы.
На существующих специальных станках для фрезерования канавки
и снятия затылка режущей кромки сверла применяют следующие
способы:
1)	фрезерование одной канавки и снятие одного затылка одновременно;
2)	фрезерование одновременно двух канавок, затем двух затылков;
3)	раздельное фрезерование канавок, затем одновременное снятие двух
затылков;
4)	одновременное фрезерование двух канавок и двух затылков.
Станки, работающие по методу фрезерования одновременно двух ка-
навок, а затем снятия двух затылков, имеют существенный недостаток:
профрезерованные на сверле канавки могут оказаться расположенными
несимметрично в результате 'неточной установки фрез.
Станки, работающие по методу одновременного фрезерования только
одной канавки и одного затылка, этого недостатка не имеют. Расположение
канавок в этом случае зависит только от делительного механизма, который
обеспечивает достаточную точность деления. Однако при этом методе
нельзя обеспечить наиболее выгодные режимы обработки для обеих фрез —
канавочной и затылочной, так как условия их работы различны. В этом
случае подача выбирается по наиболее нагруженной фрезе— канавочной.
Выбранная таким образом подача относительно мала для фрезы, снимаю-
щей затылок, т. е. работающей с небольшой глубиной резания.
Этого недостатка не имеет метод раздельного фрезерования одновре-
менно двух канавок, а затем двух затылков. Подача при этом может быть
выбрана в соответствии с глубиной фрезерования, в результате чего ра-
бота производится в более выгодных условиях.
330
СПЕЦИАЛЬН ЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВА ННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Метод фрезерования отдельно каждой канавки, а затем снятия одно-
временно обоих затылков исключает указанные здесь недостатки. Конст-
рукция станка и установка фрез при этом способе работы значительно
упрощаются.
В настоящее время наиболее распространенными станками для фрезе-
рования сверл являются специальные автоматы и полуавтоматы, которые
одновременно фрезеруют одну канавку и один затылок, с последующим
делением заготовки.
§ 2.	ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6793У ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ СВЕРЛ
Назначение, кинематическая схема и конструкция станка
Станок мод. 6793У является специальным полуавтоматом для фрезеро-
вания канавок и снятия затылков у сверл диаметром от 24 до 40 мм с углом
наклона винтовой канавки от 20 до 33°. Одновременно фрезеруют одну
канавку и один затылок. После поворота заготовки на 180° теже операции
повторяются над вторым пером сверла. Наибольшая длина фрезерования
400 мм.
Для обработки сверл применяют фрезы: фасонную — канавочную и
затылочную — для снятия затылка режущей кромки.
Процесс фрезерования каждой канавки и снятия соответствующего
затылка состоит из трех переходов: быстрый подвод заготовки к фрезам—
рабочее перемещение заготовки — быстрый отвод ее. Одновременно с по-
ступательным перемещением заготовка получает также вращательное дви-
жение, в результате чего происходит фрезерование по винтовой линии
(«спирали»).
После обработки первого пера заготовка подходит к фрезам для обра-
ботки второго пера, повернутой на 180°. После того, как обработаны оба
пера, станок автоматически останавливается.
Для вращения каждой фрезы (канавочной и затылочной), а также для
рабочего и быстрого перемещений используются отдельные электродвига-
тели, включаемые в соответствии с данным технологическим процессом от
конечных выключателей (управление по пути).
Отвод и подвод инструментов к заготовке осуществляется при помощи
гидравлики.
Общий вид станка мод. 6793У показан на фиг. II, 16.
Основание 5 станка представляет собой жесткую отливку прямоуголь-
ной формы. Сверху основания на специальных обработанных платиках
крепится станина 1. На левой стороне станины по направляющим пере-
мещается шпиндельная бабка 2. На правой стороне расположены кана-
вочная 3 и затылочная 4 фрезерные головки, а также гидронасос и гидро-
цилиндр.
С левой стороны станины смонтирована коробка передач, внутри ста-
нины — винты для перемещения шпиндельной бабки.
Канавочная фреза приводится во вращение (фиг. II, 17) от фланце-
вого электродвигателя D2 (N = 1 кет, п = 950 об/мин), смонтированного
непосредственно на корпусе фрезерной головки. Сменные колеса позво-
ляют изменять число оборотов фрезы в пределах 82—185 об/мин.
От фланцевого электродвигателя Dx (N = 1 квт, п = 950 об/мин)
5
через червячную пару вращение передается шпинделю затылочной
фрезы и в то же время зубчатой цепью — шестеренному насосу 6.
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6793У ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ СВЕРЛ
331
Рабочая подача бабки изделия производится от фланцевого электро-
22
двигателя D3 (N = 1 кет, п = 950 об/мин) через зубчатые колеса смен-
ные зубчатые колеса подачи -у, червячную пару коническую передачу
Фиг. II, 16. Полуавтомат мод. 6793У для фрезерования сверл.
30	37 62
дифференциала зубчатые передачи и ходовой винт с правой
OU	/ тг
резьбой с шагом t = 8 мм.
Для быстрого подвода и отвода бабки изделия служит электродвига-
тель D- (N = 1,7 кет, п — 1470 об/мин). Ходовой винт получает враще-
ние от этого электродвигателя через червячную пару дифференциал
/	2 \	37 62
(передаточное отношение -j-j и зубчатую передачу yj-•
332
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВА ННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Так как канавка сверла фрезеруется по винтовой линии, шпиндель
изделия получает вращение от привода ходового винта через зубчатые
28 24 ,	ч
передачи	(где С —число зубьев сменного колеса) и шевронные
24
колеса
УО
Канавочная и затылочная фрезерные головки получают качательное
движение, которое делает возможной установку их на глубину фрезерова-
Фиг II, 17. Кинематическая схема полуавтомата мод 6793У
Золотник переключения
ния перед рабочим проходом и отвод от обработанных поверхностей при
обратном быстром перемещении шпиндельной бабки.
Для установки в рабочее положение головки оттягиваются вниз. Ка-
чательное движение головок осуществляется от кулачков, закрепленных
на валу /, который получает периодическое вращение от гидроцилиндра
через реечную передачу. При этом левый кулачок, нажимая на ролик ры-
чага 10, через тягу 4 опускает вниз канавочную головку, а правый кула-
чок, нажимая на ролик рычага 3, перемещает тягу 5, шарнирно соединен-
ную с зубчатой рейкой 3. Перемещаясь, эта рейка поворачивает двойное
зубчатое колесо, которое перемещает зубчатую рейку 2, шарнирно свя-
занную с затылочной фрезерной головкой. Обратное перемещение голо-
вок вверх происходит под действием пружины.
Утолщение сердцевины сверла (для повышения его прочности), равное
1,4 мм на 100 мм длины, достигается путем постепенного подъема кана-
вочной фрезы в процессе ее работы. Для этого от второго винта через
цепную передачу получает вращение гайка. Нарезанный конец вала II
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6793У ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ СВЕРЛ
333
ввинчивается в гайку, и вал перемещается в осевом направлении. На дру-
гом конце этого вала закреплен клин, на который опирается ролик ры-
чага 10. Высота клина уменьшается к правому концу вала II. Ролик
катится по клину к еЖлравому концу, и рычаг 10 под действием пружины
поднимается. Тяга 4 вместе с фрезерной головкой под действием пружины
постепенно поднимается, в результате чего происходит утолщение сердце-
вины сверла.
В полуавтомате мод. 6793У имеется возможность отвода головок от
заготовки также и вручную — поворотом валика III от рукоятки. При по-
вороте этого валика через винтовые зубчатые колеса поворачиваются
винты 9 и 7, что приводит к перемещению рычагов 4 и 5, а следовательно,
и к подъему фрезерных головок.
Станком управляют следующим образом. При нажатии на кнопку
«Пуск» (2КУ, фиг. II, 18) включаются электродвигатели Dx и £)2
(фиг. II, 17 и 18) затылочной и канавочной фрезерных головок и насос
гидравлической системы. Одновременно включается электродвигатель £>5,
который осуществляет быстрый подвод бабки заготовки из крайнего зад-
него в исходное рабочее положение. Кнопку «Пуск» держат нажатой до
тех пор, пока упор А (фиг. II, 16) не освободит рычаг конечного выключа-
теля ВК8 (фиг. II, 16 и 18), который служит для выключения станка после
окончательной обработки заготовки сверла.
В конце быстрого перемещения шпиндельной бабки регулируемый упор,
расположенный с рабочей стороны станка, нажимает на конечный выклю-
чатель ВК4 (фиг. II, 18); выключается электродвигатель быстрого хода £>5
(фиг. II, 17 и 18). Одновременно происходит выключение электромагнита
золотника переключения гидравлической сети.
Рейка, связанная со штоком поршня гидроцилиндра, получает пере-
мещение, вращая зубчатое колесо, а следовательно, и вал с дисковыми
кулачками, которые через соответствующие рычажные системы под-
водят фрезы к заготовке, т. е. в рабочее положение. При этом освобож-
дается конечный выключатель ВК3, после чего включаются электродви-
гатели D3 — рабочего хода и Z)4 — насоса охлаждения.
В конце рабочего хода кулачок нажимает на конечный выключа-
тель ВК^ и эти электродвигатели выключаются. Одновременно вклю-
чается соленоид золотника переключения, фрезы отходят от заго-
товки, вновь включаются конечный выключатель ВК3 и электродвига-
тель Z)5 быстрого хода. Бабка изделия быстро отходит в исходное
положение.
Во время быстрого отвода шпиндельной бабки в исходное положение
производится деление — поворот заготовки вокруг своей оси на 180°.
Цепь, связывающая перемещение шпиндельной бабки с вращением шпин-
деля, при этом разрывается следующим образом.
На заднюю сторону шпиндельной бабки выходит валик вилки, управ-
ляющий муфтой Мг (фиг. II, 17), на конце валика закреплен рычаг 1
с рукояткой. При движении назад нижний выступ этого рычага упирается
в планку 11, рычаг начинает поворачиваться, и муфта выходит из сцеп-
ления с шевронным колесом z ~ 96. Заготовка перестает вращаться,
хотя шпиндельная бабка еще продолжает отходить назад. Рычаг 1 пово-
рачивается до тех пор, пока его винт не утопит планку 11\ после этого
рычаг 1 освобождается, и муфта под действием пружины снова сцеп-
ляется с шевронным колесом z = 96. Сцепление происходит при пово-
роте колеса на 180°, так как шевронное колесо и муфта Л4Х имеют лишь
по два зуба.
380 6
"гхО"
Рабочий
ход
Быстрый
ход дперед
Быстрый
ход назад
Фиг. II, 18. Принципиальная электрическая схема полуавтомата мод. Ь793У.
СПЕЦИАЛЕН ЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТА НК
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6793У ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ СВЕРЛ
335
В конце обратного быстрого хода (в точке исходного рабочего поло-
жения) кулачок нажимает на конечный выключатель В/С7 и электродви-
гатель Д5 быстрого хода отключается. Происходит подход фрез к заго-
товке, после чего вклю-
чаются электродвигатели:
£>з — рабочего хода и
13
10
сации лимба; 9 — упор; 10 — шпиндель
5-6
повернуто
Фиг. II, 19. Канавочная фрезерная головка полу-
автомата мод. 6793У:
1 — шомпол для крепления оправки фрезы; 2 — смен-
ное зубчатое колесо; 3 — корпус головки; 4 — элек-
тродвигатель фланцевый (W — 1 кет, п =s 950 об/мин)',
5 — ось качания корпуса головки; 6 — винт для уста-
новки фрезы на глубину канавки сверла; 7 — лимб
отсчета величины перемещения фрезы; 8 — винт фик-
........  ,	„	______ канавочной фрезы; 11— подшипник шпинделя; 12 — пру-
жинный упор; 13 — пружина подъема фрезерной головки; 14 — эксцентриковая втулка для уста-
новки фрезы относительно оси заготовки; 15 — тяга для подъема головки; 16 — винт фиксации
головки; 17, 18—зубчатые секторы для поворота головки; 19—винт фиксации головки; 20—валик
с зубчатыми колесами для поворота головки.
О4 — насоса охлаждения. Так как в цепи обката произошло отставание
вращения шпинделя на 180°, то заготовка при подходе к фрезам оказы-
вается повернутой на 180° относительно первого прохода.
Начинается обработка второй канавки сверла и снятие затылка.
новки глубины затылка; 5 —- лимб отсчета величины перемещения фрезы; 6 — корпус головки; 7 — корпус червячной приводной пары с цап-
фами 14; 8 — червячное колесо; 9 •— зубчатый валик, сцепляющийся с рейкой для качания головки; 10 — пружина подъема фрезерной головки;
*1 электродвигатель фланцевый (N = 1 кет, п — 950 об/мин); 12 — приводная звездочка гидронасоса; 13 — червяк; 14 — цапфы качания
головки.
336 СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
22 Ачеркан
Вид 6
14	17
Фиг. 11, 21. Шпин-
дельная бабка по-
луавтомата мод.
6793У:
1 — корпус бабки;
2 — маховичок зажи-
ма заготовки; 3—пру-
жина сцепления муф-
ты; 4 — приводное
зубчатое колесо с ше-
вронным зубом; 5 —
шпиндель; 6 — упор-
ная гайка зажимной
гильзы; 7—упор для
„	установки заготовки
сверла; 8 — направляющая втулка; 9 — тяга перемещения цанги; 10 — упоры для смены переходов; 11 — съемная задняя направляющая;
12 — клин для регулирования направляющих; 13 — винт для регулирования момента включения муфты; 14 — пружина упорной планки; 15 — вы-
ступ рычага (для осуществления его поворота); 16 — вилка для выключения муфты; 17 — упорная планка; Mi — двузубая муфта.
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6793У ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНЫ Я СВЕРЛ	337
338
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
В конце второго рабочего хода, когда конечный выключатель ВК$
включит электромагнит золотника переключения и фрезы отойдут от
заготовки, начинается быстрый отвод бабки изделия в самое крайнее
левое исходное положение, где она своим жестким упором нажимает на
конечный выключатель ВК8, и все электродвигатели станка выключаются.
После этого рабочий снимает обработанную заготовку сверла и закрепляет
новую. Нажимом на кнопку «Пуск» процесс повторяется. В качестве
защиты при перемещении бабки изделия в крайних положениях установ-
лены аварийные конечные выключатели ВК± и ВК2. Для ограничения
быстрого хода вперед установлен аварийный конечный выключатель ВКЬ.
Канавочная фрезерная головка (фиг. II, 19) закрепляется спереди
станины на специально обработанной площадке. Основные детали ее —
стойка и корпус головки — отлиты из чугуна.
Корпус в собранном виде помещается между щеками стойки и может
качаться на закрепленной в ней оси.
Для получения точной глубины канавки сверла служит винт 6 с лим-
бом 7.
Затылочная фрезерная головка (фиг. II, 20) расположена на наклонных
направляющих в задней части станины.
Для получения у сверл различных по ширине ленточек при фрезеро-
вании затылков головка может быть передвинута вместе с верхним кор-
пусом. Глубина затылка сверла регулируется при фрезеровании в соответ-
ствии с диаметром сверла посредством винта 4 и помещенного на нем
лимба 5.
Шпиндельная бабка (фиг. II, 21) перемещается по направляющим
в виде ласточкина хвоста, регулируемым посредством клина 12.
Для возможности установки шпиндельной бабки на направляющие
станины сверху задняя направляющая 11 сделана съемной.
Снизу к бабке крепится гайка, обеспечивающая ее продольное пере-
мещение.
Настройка станка
Настройка полуавтомата мод. 6793У производится на основании сле-
дующих расчетных формул (см. фиг. II, 17).
Настройка на шаг винтовой канавки
1 ~~ 24 24 28 1 ММ>
где Т — шаг винтовой канавки в мм\
t — шаг ходового винта в мм.
Подставляя сюда значение шага ходового винта t — 8 мм> получим
гг 16С
Т = -у- мм
и отсюда число зубьев сменного колеса
С = -^.7 = 0,4377’.
Так как шаг Т (мм) связан с диаметром сверла d (мм) и углом ® на-
клона канавки соотношением
то	Т — nd ctg ©,
С = ^J-</ctg® = l,37dctg <в.
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6B-IM ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ МЕТЧИКОВ
339
Настройка подачи. Для настройки цепи подач, т. е. скорости
перемещения заготовки, задаются величиной подачи на зуб фрезы s2.
Минутная подача
==
где число зубьев фрезы z и скорость ее вращения пф об/мин известны.
Так как минутная подача определяется соотношением
л dfr^
Sm ~ sin w ’
где пд — число об/мин заготовки — длина развертки винтовой
канавки на один оборот заготовки), то необходимое число оборотов за-
готовки определяется из уравнения
__ sM sin со /	$г2Пф sin со \
пз ~~ —nd— или также /г, =-------Ц----- •
ла	3 nd )
Для станка мод. 6793У расчетное уравнение для настройки подачи
(см. фиг. И, 17)
_ око 22	____L 37 28 24 24 — 73150 а 1
Пз 52 ’ Ь ' 38  74 ’ С ‘ 48 ’ 96 “ 3952	b ' С ’
Подставляя сюда
sin co	7л , ,
C^-^dctg®,
получим
sM sin со __ 73150 а 16 tg со _ 42,3 tg со а
nd 3952 b 7nd nd b 9
откуда
а _ sM sin со
b “ 42,3 *
§ 3.	ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6В-1М ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ КАНАВОК МЕТЧИКОВ
Назначение и конструкция станка
Полуавтоматы данной конструкции предназначены для фрезерова-
ния прямых канавок на заготовках метчиков всех видов, предусматривае-
мых стандартами в диапазоне размеров М10—М50, для фрезерования
заготовок разверток ручных и машинных прямозубых с равномерным или
неравномерным шагом в диапазоне диаметров 10—46 мм, а также гнезд
под ножи в корпусах сборных фрез с диаметром 75—150 мм.
Ниже рассматривается станок мод. 6В-1М в исполнении для обработки
метчиков.
Станок мод. 6В-1М (фиг. II, 22) является гидрофицированным восьми-
позиционным полуавтоматом и предназначен для фрезерования прямых
канавок на заготовках метчиков и других инструментах с равномерным
и неравномерным шагом канавок.
Рабочая подача и быстрый отвод стола, подвод фрез в рабочее положе-
ние и их отвод после окончания операции, деление и зажим обрабатывае-
мых заготовок осуществляются при помощи гидравлики.
22*
340
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИ РОВАН НЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Станок имеет следующие узлы: станину, стол, фрезерную бабку,
переднюю и заднюю бабки, систему охлаждения, насосную станцию и
электрооборудование.
Фиг. II, 22. Полуавтомат мод. 6В-1М для фрезерования канавок метчиков:
1 — охлаждение; 2 — выходной выключатель; 3 — станина; 4 — кнопочный пульт; 5 — стойка
фрезерной головки; 6 — стол; 7 — ось качания фрезерной головки; 8 — задняя бабка; 9 — hqr-
держка фрезерной оправки; 10 — фрезерная оправка; 11 — хобот; 12 — фрезерная бабка; 13 — махо-
вичок установки глубины фрезерования; 14 — рукоятка фиксации глубины фрезерования; 15 — пе-
редняя (делительная) бабка; 16 — рукоятка отвода пинолей; 17 — передвижные упоры для установки
длины фрезерования; 18 — рукоятка подачи (мм/мин): 19 — конечные переключатели.
Данные станка мод. 6В-1М приведены ниже/
Краткая техническая характеристика полуавтомата
Диапазон диаметров об-
рабатываемых метчи-
ков:
наименьший . . . Ml0—М24
наибольший . . . М24—М60
Диапазон длин обрабаты-
ваемых метчиков в мм:
наименьшая ...	60
наибольшая....	380
Наибольшая длина фре-
зерования в мм . . .	200
Число канавок обрабаты-
ваемых инструментов:
наименьшее ...	3
наибольшее ...	25
Количество одновременно
обрабатываемых инст-
рументов .............4*—8
Число, оборотов шпин-
деля в минуту . . .	250—300
Рабочая подача стола в
мм/мин:
наименьшая ...	15
наибольшая....	500
Быстрый отвод стола
в мм/мин............. 1300
Мощность электродвига-
теля главного привода
в кет:
наименьшая ...	4,5
наибольшая....	7**
* При диаметре метчиков 40—60 мм заготовки обрабатывают по 4 шт. с обязательной
установкой проставок в свободные пиноли для обеспечения правильной работы гидравли-
ческой системы.
** Электродвигатель мощностью 7 кет устанавливают на станках для обработки
заготовок метчиков размерами М24-М60.
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6B-IM ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ МЕТЧИКОВ
341
От обработанной поверхности фреза отводится качанием фрезерной
бабки с фрезами, для чего в корпусе бабки имеются два прилива, в отвер-
стиях которых на глухой посадке заделаны оси, входящие и поворачиваю-
щиеся в отверстиях стойки, жестко установленной на станине.
К верхней плоскости корпуса фрезерной бабки прикреплен жесткий
хобот, на переднем конце которого имеется прилив с цапфой; ось этой
цапфы совпадает с осью качания фрезерной бабки.
Цапфа входит в отверстие кронштейна, прикрепленного к платику
передней стенки станины. На плоскости кронштейна размещена кнопоч-
ная станция управления станком. На конце хобота, на его нижней пло-
скости, имеются направляющие в виде ласточкина хвоста, на которых
укреплены промежуточная серьга для предохранения от прогиба фрезер-
ной оправки, а также поддержка, несущая опору качения для ее второго
конца.
Такая конструкция обладает достаточно высокой жесткостью.
Шпиндель фрезерной бабки смонтирован на роликоподшипниках и
приводится во вращение непосредственно от электродвигателя через
клиноременную передачу. Скорость шпинделя в указанных выше пределах
настраивается при помощи сменного ведущего шкива.
Глубина фрезерования устанавливается маховичком 6 (фиг. II, 23, а)
по лимбу 7 с ценой деления 0,05 мм. При этом торец винта 9 упирается
в сферическую шайбу 13, лежащую в гнезде упора 14, который запрессо-
ван в стойке 15, прикрепленной к станине.
Рукоятка 10 с шариковым фиксатором 11 служит для фиксации винта
в установленном положении.
Подъем и опускание фрезерной бабки осуществляются при помощи
гидравлики (фиг. II, 23, б), для чего к станине прикреплен гидроци-
линдр 16, поршень 17 которого через шток 18 и серьгу 19 сообщает кача-
тельное движение корпусу фрезерной бабки.
Станина 3 станка (см. фиг. 11,22) представляет собой пустотелую
коробку с верхней плитой для прикрепления стойки 5 фрезерной бабки
и плиты электродвигателя.
По направляющим станины, имеющим профиль ласточкина хвоста,
перемещается стол 6. К правому торцу станины крепится фланец гидро-
цилиндра подачи стола и бак насосной станции, к левому торцу ее —
бак охлаждения.
В задней нише станины размещены панели электрооборудования.
На верхней плоскости стола 6 имеются платик для крепления задней
бабки и Т-образные пазы для установки передней (делительной) бабки.
Задняя бабка, как и передняя, имеет восемь центров и жестко закреплена
на платике стола. Передняя бабка может устанавливаться на столе соот-
ветственно длине фрезеруемых метчиков.
В расточках корпуса 1 передней бабки (фиг. II, 24) перемещаются
(А \
посадка восемь пинолей 2, на которых нарезаны зубчатые венцы.
Зубчатые венцы крайних четырех пинолей постоянно сцеплены и могут
получать поворот от зубчатого колеса 15 (фиг. II, 25) механизма деления,
расположенного в средней части бабки.
Деление осуществляется следующим образом: два поршня 21 в глухих
гидроцилиндрах 20, закрепленных в расточке корпуса 6 (фиг. II, 25 и
II, 24), перемещают рейку 17. Последняя сцеплена с зубчатым колесом 18,
в полом хвостовике которого закреплен рычаг 19, несущий собачку 14.
При перемещении рейки 17 собачка 14 поворачивает делительный диск 13,
34:
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Фиг. 11,23. Фрезерная
бабка полуавтомата
мод* 6В-1М:
1 — станина; 2 — стойка
фрезерной бабки; 3— ось
поворота фрезерной баб-
ки; 4 — ось шпинделя;
5 — хобот; 6 — махови-
чок для установки глу-
бины фрезерования; 7 —
кольцо лимба; 8 — стойка
лимба; У — винт уста-
новки глубины фрезеро-
вания; 10 — рукоятка
фиксации положения
винта; 11 — шариковый
фиксатор; /2—гайка вин-
та; 13 — сферическая
шайба; 14 — упор; 15—
ртойка упора; 16 — ги-
дроцилиндр; 17 — пор-
шень; 18 — шток; 19 —
серьга.
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6B-IM ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ МЕТЧИКОВ
343
закрепленный на валу 16 ведущего центрального зубчатого колеса /5,
которое и передает делительное движение пинолям передней бабки.
Настройка на фрезерование требуемого числа канавок производится
посредством делительного диска 13, поворот которого ограничивается
перемещением поршней 21 до жестких упоров 22\ регулировкой последних
Фиг. II, 24. Передняя бабка полуавтомата мод. 6В-1М.
обеспечивается необходимая точность деления. Наличие запаса хода при
отводе собачки 14 механизма деления позволяет получить и неравные
деления при использовании соответствующих делительных дисков.
В конусное отверстие пиноли вставляется поводок с внутренним
гнездом под квадрат метчика, чем и фиксируется его положение. Поджим
пинолей вперед производится пружинами 3 (фиг. II, 24), а во время рабо-
чей подачи они поджимаются вперед давлением масла, для чего в заднем
корпусе 6 расточены отверстия, в которых смонтированы поршни 7,
344
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
упирающиеся в торцы зубчатых венцов пинолей 2, Отвод пинолей для
снятия и установки заготовок производится индивидуальными рукоят-
ками 8,
В середине корпуса /, на его верхней плоскости, прикреплен гидро-
цилиндр 10, При перемещении в нем поршня 12 шток 11 через бурты на-
Фиг. II, 25. Механизм деления полуавтомата мод. 6В-1М.
жимной втулки 5 воздействует на рычаги 4, осуществляя через серьгу 9
зажим обеих средних пинолей в каждой группе, состоящей из четырех
пинолей.
Заготовки метчиков диаметром до 40 мм обрабатывают по 8 шт. одно-
временно, для чего на фрезерной оправке устанавливают восемь канавоч-
ных фрез. Канавки на заготовке метчиков диаметром 40—60 мм фрезе-
руются лишь по 4 шт. с обязательной установкой проставок между цен-
трами свободных пинолей.
После того как сняты обработанные метчики, установлены очередные
заготовки и станок включен на автоматическую работу, осуществляется
следующий цикл: отжим пинолей и деление; поджим и зажим пинолей,
опускание фрез; рабочая подача; подъем фрез и быстрый отвод стола,
после чего цикл повторяется.
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 6B-IM ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ МЕТЧИКОВ
345
Гидравлическая схема станка (фиг. II, 26)
Гидравлическая схема станка обеспечивает осуществление рабочей
подачи и быстрого отвода стола, опускание (подвод) и подъем (отвод)
фрезерной головки, деление и зажим пинолей передней бабки.
Лопастной насос 1 (типа Л1Ф-12) через пластинчатый фильтр 2 подает
масло в гидравлическую систему. Гидравлический насос приводится от
электродвигателя N = 1 кет, п = 950 об/мин.
Наибольшее давление в системе регулируется предохранительным
клапаном с переливным золотником 4. Нормальное давление 18 бар. При
регулировании гидравлической системы давление в ней контролируется
Фиг. II, 26. Гидравлическая схема полуавтомата мод. 6В-1М.
по манометру 3; после окончания регулирования манометр выключается
краном, встроенным в присоединительный штуцер. В цилиндр 19 подъема
фрез масло поступает через четырехходовой золотник 13 с управлением от
электромагнита.
При верхнем крайнем положении плунжера золотника 13, когда
электромагнит отключен, масло через выточку золотника направляется
через обратный клапан 17 в напорный золотник 18 (нормальное давление
10—12 бар), откуда поступает в нижнюю полость цилиндра 19, осуществляя
отвод фрез от обрабатываемой заготовки. При конечном положении фре-
зерной бабки, когда давление в системе возрастает, поток масла из четырех-
ходового золотника 13, преодолевая усилие пружины, переместит плунжер
золотника 14 и откроет доступ маслу через обратный клапан 20 в левую
полость цилиндра 21 перемещения стола. При этом стол быстро возвра-
щается в исходное положение. При срабатывании реле давления 8 вклю-
чается электромагнит четырехходового золотника 13, в результате чего
плунжер, сжимая пружину, переместится вниз и откроет доступ маслу
в верхнюю полость цилиндра 19\ фрезерная головка будет опускаться на
установленную глубину фрезерования до жесткого упора. При этом
давление масла увеличится и золотник 15, перемещаясь, откроет доступ
346
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
маслу в правую полость цилиндра 21 для осуществления рабочей подачи.
Масло из левой полости цилиндра 21 сливается через дроссель с регуля-
тором 16\ это обеспечивает стабильность рабочей подачи и возможность
бесступенчатого регулирования ее величины.
Таким образом, описанной выше частью гидравлической схемы осуще-
ствляется требуемая четкая последовательность: опускание фрез, а затем
рабочая подача; подъем фрез, а затем быстрый отвод стола.
Масло в цилиндры зажима пинолей и механизма деления поступает
также через четырехходовой золотник 5 с управлением от электромагнита.
При выключенном электромагните масло поступает в цилиндры под-
жима пинолей 12 и цилиндр зажима пинолей И. После того как пиноли
зажаты, давление в системе возрастает и плунжер напорного золотника
с обратным клапаном 7 (нормальное давление 10—12 бар) переместится
вверх и откроет доступ маслу в цилиндр 9 механизма деления. Поршень,
перемещаясь до жесткого упора, возвратит механизм деления в исходное
положение.
При включении электромагнита четырехходового золотника 5 плун-
жер, сжимая пружину, переместится вниз и откроет доступ маслу в ци-
линдр 10 механизма деления. Масло из цилиндров 11 и 12 будет стекать
в бак и, таким образом, произойдет отжим пинолей.
Поршень цилиндра 10, перемещаясь, приводит в действие механизм
деления. Масло из цилиндра 9 через обратный клапан стекает в бак.
Перемещение поршня происходит до жесткого упора, вследствие чего
давление в системе возрастает, плунжер напорного золотника с обратным
клапаном 6 (нормальное давление 14—16 бар) перемещается вверх, и масло
поступает в реле давления 8 (нормальное давление 16—17 б).
Реле давления включает электромагнит четырехходового золотника 13,
после чего фрезерная головка опускается в рабочее положение, и стол
получает рабочую подачу.
Гидравлическая система заливается чистым, тщательно профильтро-
ванным минеральным маслом марки индустриальное 20 или турбинное 22
(турбинное Л).
Нормальная работа гидравлической системы возможна при темпера-
туре масла не ниже 10° и не выше 50° С.
Управление станком
Органы управления станком расположены на пульте управления,
который установлен с передней стороны станка.
Электрическая схема предусматривает режим наладочных перемещений
и режим автоматической работы станка.
В режиме наладочных перемещений допускается независимое толчко-
вое перемещение стола при помощи кнопок управления «Вперед» и «Назад»,
а кнопкой «Деление» включаются отжим пинолей и работа делительного
механизма.
В режиме автоматической работы станка заготовки фрезеруются.
В схеме управления предусмотрены необходимые блокировки и за-
щита электрооборудования. Так, при включении режима «Автомат вклю-
чен» кнопки «Вперед», «Назад» и «Деление» блокируются.
Автоматический цикл состоит из ряда переходов, последовательность
которых обеспечивается включением соответствующих элементов гидрав-
лической системы и электрооборудования:
а)	Отжим пинолей и деление (поворот) заготовок происходят после
окончания фрезерования очередной канавки и подъема фрезерной го-
ТРЕХП03ИЦИ0ННЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МИ-10
347
ловки, а также быстрого перемещения стола в исходное положение. Для
этого упор, закрепленный на столе, воздействует на конечный выключа-
тель, который и включает электромагнит Эм2 (фиг. II, 26) и соответственно
переключает гидравлическую систему. /
б)	Поджим и зажим пинолей, опускание фрезерной головки и возврат
в исходное положение механизма деления. При срабатывании реле давле-
ния электромагнит Эм% выключается, а электромагнит Эмг включается,
вследствие чего происходит соответствующее переключение гидравличе-
ской системы для осуществления этого перехода.
в)	Рабочий ход стола происходит при включении электромагнита Эмг
от реле давления и осуществляется после опускания фрезерной го-
ловки.
г)	Подъем фрезерной головки и быстрый отвод стола в исходное по-
ложение осуществляются при встрече второго упора, закрепленного на
столе, с конечным выключателем, вследствие чего отключается электро-
магнит Эмх и гидравлическая система соответственно переключается.
Схема управления обеспечивает включение электродвигателя гидравли-
ческого насоса при включении автоматического цикла, а в режиме уста-
новочных перемещений — при включении перемещений стола и меха-
низма деления. В режиме автоматической работы станок автоматически
выключается после обработки заданного числа канавок (следовательно,
после требуемого числа делений). Число делений подсчитывается при
помощи реле счета импульсов (РСИ), настраиваемого на заданное число
делений от 3 до 25. Для возврата этого реле в исходное положение, если
работа по какой-то причине была прервана, служит кнопка отсчета (О).
Аппаратура управления размещается на двух панелях, помещенных
в нише станины.
Для охлаждения фрез используется насос (типа МД-22) с приводом от
электродвигателя N = 0,125 кет при п = 2800 об!мин. Электродвига-
тель насоса включается и выключается одновременно с включением элек-
тродвигателя вращения фрезерного шпинделя.
Смазочно-охлаждающая жидкость подводится к каждой фрезе и смы-
вает основную массу стружки, в стружкосборник.
§ 4. ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МИ-10 ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ
СПИРАЛЬНЫХ КАНАВОК КОНЦЕВЫХ ФРЕЗ
Полуавтомат (фиг. II, 27) предназначен для фрезерования спираль-
ных канавок концевых фрез диаметром 20—60 мм с неравномерным шагом
(ГОСТ 8237—57). На станке можно также фрезеровать канавки на заготов-
ках зенкеров, разверток как со спиральным, так и с прямым зубом, и
другого инструмента как с равномерным, так и с неравномерным
шагом.
Полуавтомат является специализированным станком; он сконструи-
рован на базе универсального горизонтально-фрезерного станка
мод. 6Н82.
Основными специализированными узлами являются: стол накладной —
поворотный, передняя (трехшпиндельная) бабка, коробка деления, зад-
ние (пневматические) бабки.
Накладной стол (фиг. II, 28) отлит из чугуна, на его верхней плоскости
имеются три Т-образных паза, с помощью которых крепятся слева —
задние бабки, а справа — передняя (трехшпиндельная) бабка. В центрах
передней и задних бабок закрепляют заготовки фрез.
348
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
К фланцу передней (трехшпиндельной) бабки крепится коробка с де-
лительным механизмом (коробка деления) — для одновременного поворота
всех обрабатываемых заготовок после каждого прохода.
Задние бабки можно перестанавливать на верхней плоскости стола
в зависимости от длины обрабатываемых заготовок и угла фрезеруемой
винтовой канавки.
С целью предохранения задних поверхностей фрезы от износа, вызы-
ваемого истиранием при обратном ходе стола, накладной стол соединен
do столом станка шарнирно. Осью поворота накладного стола и его пра-
вой опорой служит валик 33, который смонтирован в кронштейне 34,
закрепленном в Т-образных пазах стола станка.
Фаг. И, 27. Трехпозиционный полуавтомат мод. МИ-10 для фрезерования спиральных
канавок концевых фрез:
/ — рукоятка переключения; 2 — задние бабки; 3 — патрон; 4 — кнопочная станция; 5 — коробка
деления; 6 — передняя (трехшпиндельная) бабка; 7 — электродвигатель; 8 — пневматика; 9 — на-
кладной стол; 10 — гитара деления; 11 — линейка с упором; 12 — универсальный горизонтально-
фрезерный станок мод. 6Н82.
Механизм опускания стола состоит из кулачкового механизма и ли-
нейки 32, прикрепленной к станине. В пазу линейки закреплены упоры 31.
которые расставляются по длине в зависимости от рабочей длины фрезе-
руемой части заготовки.
В накладном столе (сечение Д—Д) смонтирован валик 28, на котором
свободно посажены ролики 37, опирающиеся на кулачки 36. Последние
закреплены на валике 29, свободно вращающемся в опорах кронштейна 38.
прикрепленного к столу станка.
На конце валика 29 закреплен рычаг 35 с запрессованным пальцем 30.
который в конце обратного хода стола встречается с левым упором 31
и поворачивает кулачки, приподнимая накладной стол и устанавливая егс
в горизонтальное положение, соответствующее рабочему ходу.
В конце рабочего хода рычаг 35 встречается с правым упором и дает
возможность роликам войти в выемки кулачков. Происходит опускание
(поворот) накладного стола; в этом положении осуществляется его быстрый
обратный ход.
Для разгрузки механизма опускания в левой части накладной стол
опирается на упоры 2 и 5, поддерживаемые пружинами 3 и 4.
Стол станка вместе с накладным столом имеет возможность устанав-
ливаться под углом в зависимости от угла подъема фрезеруемой спираль-
ной канавки.
Фиг II, 28. Стол накладной с передней и задней бабками станка мод. МИ-10.
ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МИ-10	$49
ЗдО
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Передняя (трехшпиндельная) бабка. В корпусе 22
(фиг. II, 28) передней трехшпиндельной бабки на подшипниках качения
смонтированы три шпинделя 19, которые приводятся во вращение через
червячные передачи 27, 24 от коробки деления. Передняя опора шпинделя
представляет собой роликоподшипник 21 с внутренним регулируемым
кольцом, посаженным на коническую шейку шпинделя, что обеспечивает
очень тонкое регулирование радиального зазора. Применение такого под-
шипника повышает также жесткость шпиндельного узла.
В расточке шпинделя 19 смонтирована пиноль 16, в переднее отверстие
которой вставлен патрон 15 с плавающим центром. Крутящий момент от
шпинделя 19 передается пиноли 16 через скользящую шпонку 23.
При фрезеровании спиральных канавок стол станка устанавливают
на угол, равный углу подъема канавки. Следовательно, фрезеруемые за-
готовки в центрах должны устанавливаться при различно выдвинутых
пинолях 16. С этой целью пиноль снабжена резьбой, на которую навин-
чена втулка 25; при вращении маховичка 26 пиноль перемещается в осе-
вом направлении. После выдвижения пиноли ее закрепляют относительно
шпинделя 19 цангой 18, для чего служит гайка 17.
Осевая нагрузка на шпиндель воспринимается подпятником 20.
Коробка деления (фиг. II, 29) предназначена для автоматиче-
ского деления заготовок на заданный угол; она является также кинема-
тическим звеном, связывающим вращение ходового винта станка с враще-
нием заготовок при фрезеровании спиральных канавок.
Коробка деления прифланцовывается к передней (трехшпиндельной)
бабке (см. фиг. II, 27).
Деление заготовок осуществляется при помощи делительного диска 1
(фиг. II, 29), а их вращение осуществляется от индивидуального электро-
двигателя 28, вращающегося непрерывно.
Деление происходит в момент, когда стол остановлен в конце обрат-
ного (холостого) хода; при этом срабатывает реле времени и через 1—1,5 сек
включается электромагнит 13, который выводит фиксатор 16 из паза де-
лительного диска 1.
Под действием пружины 23 скользящая втулка 24 вместе с червяком 3,
перемещаясь в осевом направлении, включает конусную муфту 25. При пе-
ремещении червяка 3 в осевом направлении червячное колесо 2 получает
начальное вращение (трогание), а после наступления контакта конусных
поверхностей муфты вращение червячного колеса 2 и делительного диска 7
(деление) происходит от электродвигателя 28.
В начале вращения делительного диска последний нижним краеул
фиксаторного гнезда нажимает на скос а фиксатора 16 и отводит егс
дополнительно на некоторую величину, поворачивая валик 15, на котором
закреплена рычажная вилка 32 с регулировочными винтами 33; винт верх-
него рычага нажимает на кулачок 35, который своим скосом воздействует
на конечный выключатель, вследствие чего электромагнит 13 выключается
Делительный диск закреплен на конце опорной втулки 5; ее вращение
осуществляется от электродвигателя N = 0,27 кет; п = 1400 об/мин
через зубчатые колеса 27, 26, конусную муфту 25 и червячную пару 3, 2
Число гнезд делительного диска и их угловое расположение соответ-
ствуют числу и угловому расположению канавок на обрабатываемом
инструменте.
Следовательно, угловая скорость вращения делительного диска должна
соответствовать угловой скорости вращающейся заготовки. С этой целым
приводной валик 10 передней (трехшпиндельной) бабки получает враще-
ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МИ-10
351
ние от червячного колеса 2 через планетарный механизм. Оси 4 саттели-
тов 8 этого механизма заделаны во фланце опорной втулки 5 и с помощью
винтов 12 и штифтов 21 соединены с червячным колесом 2. Центральное
Фиг. II, 29. Коробка деления станка мод. МИ’10.
зубчатое колесо 9 планетарного механизма посажено на шестишпоночный
конец приводного валика 10 передней (трехшпиндельной) бабки.
Передаточное отношение планетарного механизма (^пл = -р) компен-
сирует передаточное отношение червячной пары 27, 24 (z27>24 = -^-)
(фиг. II, 28), передающей вращение с приводного валика на шпиндель 19
352
СПЕЦИАЛЕНЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
передней бабки, и общее передаточное отношение будет i = inA =
1	4
По окончании деления фиксатор 16 (фиг. II, 29) под действием пру-
жины 14 западает в очередной паз делительного диска; при этом рычажная
вилка 32 будет повернута в обратном направлении, и конечный выключа-
тель 34 подаст команду на включение электродвигателя подачи, а следо-
вательно, и на вращение ходового винта и перемещение стола. Происходит
рабочая подача — фрезерование винтовой канавки.
Фиг. II, 30. Кинематическая схема специализированных узлов станка
мод. МИ-10.
При этом вращение приводному валику 10 передней бабки передается
от ходового винта через ряд постоянных зубчатых передач с z = 1
(см. фиг. II, 30), сменные зубчатые колеса подачи a, с, d, шарнирнук
Таблица //,
№ на схеме (фиг. II, 30)	Наименование	Число зубьев z
1	Червячное колесо (левое) 		20
2	Червяк (левый)		Пятизаходный
3	Червячное колесо:	
	наружное зацепление		45
	внутреннее зацепление 		66
4	Зубчатое колесо 		22
5	Червячное колесо 		60
6	Червяк 		Однозаходный
7	Зубчатое колесо 		30
8	Зубчатое колесо 		90
9	Зубчатые колеса (сменные)		35, 40, 45, 50, 55, 60, 65
		70, 75, 80, 85, 90, 10С
10	Червяк 		Двухзаходный
11	Зубчатое колесо 		24
12	Зубчатое колесо 		38
ТРЕХПОЗИЦИОННЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. МИ-10
353
муфту 31, червяк4// и червячное колесо 6 коробки деления (фиг. II, 29).
В данном случае, при выключенном фрикционе 25 и зафиксированном
делительном диске 1 саттелиты 8 служат промежуточными колесами,
передающими вращение центральному колесу 9 от зубчатого колеса 7
с внутренним зубом.
Настройка кинематической цепи на шаг вин-
товой канавки (фиг. II, 30)
гр _ । Zi 24	^3 наружи d b z12 2ц
^2 23 внутр	^10 С	2ц 212
)
где Т — шаг винтовой канавки в мм\
t — шаг резьбы ходового винта в мм.
Так как t = 6 мм, то подставляя сюда значения чисел зубьев из
табл. 3, получим
а с 180
где Т — в мм.
После обработки всех канавок, а следовательно, после полного обо-
рота делительного диска / (фиг. II, 29), кулачок 17 нажимает на палец 18,
воздействующий на ролик 19 конечного выключателя 20, и станок оста-
навливается.
Настройка станка на деление сводится лишь к установке делительного
диска. При его установке необходимо совмещение фиксатора с гнездом
диска, а также его шпоночного паза со шпонкой валика. Для поворота
валика служит расположенный на его конце квадрат 22.
Кулачок 17 на каждом делительном диске устанавливается так, чтобы
после одного оборота заготовки (т. е. после фрезерования всех канавок)
он после нажатия на ролик 19 конечного выключателя 20 прошел бы еще
угол в 15—20° до остановки станка.
Трущиеся поверхности коробки деления смазываются от встроенного
насоса 30, получающего вращение от зубчатой передачи 26, 29.
Задние бабки (фиг. II, 28) работают от пневматической сети
с давлением р = 4,5-^5 бар. Устанавливают заготовки в центрах и снимают
готовое изделие вручную.
При установке заготовок поочередно отжимаются плавающие центры
передней бабки. После установки поворотом рукоятки / автоматического
крана (фиг. II, 27) зажимают все три заготовки одновременно.
При перемещении поршня 10 (фиг. II, 28) вниз клинообразный конец
штока 11 воздействует на ролик 12, заделанный в пазу пиноли 13, и пере-
мещает ее вместе с центром 14, заготовкой и плавающим центром
вперед.
Пружина 7 служит для возвращения пиноли в заднее положение.
Канавки фрезеруются по подаче, и усилие воспринимается роликом 8,
заделанным в корпусе 9 бабки.
В зависимости от угла наклона фрезеруемой винтовой канавки и вы-
лета пинолей передней бабки, задние бабки устанавливают и закреп-
ляют болтами 6 в Т-образных пазах накладного стола /.
Пневматическое оборудование состоит из проходного крана, регуля-
тора давления с манометром и обратного клапана. Последний предохра-
няет заготовки, зажатые в центрах, от их вырывания в случае падения
давления в сети.
23 Ачеркан 159
354
СПЕЦИАЛЕН ЫЕ И СПЕЦИАЛИЗИРОВА НН ЫЕ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
Данные станка приведены ниже.
Краткая техническая характеристика полуавтомата
Расстояние между цент-
рами передней и зад-
ней бабок в
наименьшее ... О
наибольшее	. . .	385
Расстояние от оси фрезер-
ного шпинделя до стола
в лш:
наименьшее ...	30
наибольшее . . .	220
Высота центров в мм . .	100
Диаметр обрабатываемой
концевой фрезы в мм:
наименьший ...	20
наибольший ...	60
Длина фрезерования
в мм:
наименьшая ...	50
наибольшая....	300
Шаг фрезеруемой винто-
вой канавки в мм:
наименьший ...	90
наибольший . . .	270
Вид фрезеруемых кана-
вок ................. Винтовые
правые
Пределы углов подъема
винтовой канавки
в град............... До	35
Цикл работы станка — быстрый подвод заготовок (около 20 мм);
рабочая подача; быстрый отвод стола в исходное положение; поворот
заготовок на требуемый угол.
Далее цикл повторяется, и после окончания фрезерования всех ка-
навок станок останавливается.
После снятия обработанного изделия и установки заготовок станок
включается нажатием кнопки «Пуск».
В станке предусмотрена блокировка положения фиксатора и включе-
ния электродвигателя подачи: фиксатор не может быть выведен из паза
делительного диска пока включен электродвигатель подачи, а электро-
двигатель не включится при выдвинутом фиксаторе.
ГЛАВА IV
РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ СТАНКИ
§ 1.	ТОКАРНЫЕ РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ СТАНКИ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ
Общие сведения
Резьбонарезные станки повышенной точности применяют в инструмен-
тальной и приборостроительной промышленности для нарезания точных
резьб при изготовлении винтов микрометров, резьбовых калибров, длин-
ных метчиков (связевых метчиков) и др.
Для настройки подач в этих станках в основном используют сменные
зубчатые колеса в сочетании с ходовым винтом и гайкой. Зубчатые колеса
цепи подач и ходовой винт должны иметь наивысшую точность. К кон-
струкции шпинделя передней бабки таких станков предъявляются высо-
кие требования в отношении плавности его вращения, и с этой целью
в приводе от электродвигателя к шпинделю применяется ременная пере-
дача. Шпиндель выполняется, как правило, разгруженным от натяжения
ремня. Подшипники качения ставят высоких классов точности. Подшип-
ники скольжения выполняют в виде конусных регулируемых втулок.
Нормы точности этих станков установлены ГОСТом 1969—43.
Резьбонарезные станки изготовляют с коррекционной линейкой и
без коррекционной линейки. Точность резьб, нарезанных на станках
с коррекционной линейкой, характеризуется следующими показателями:
накопленная погрешность шага резьбы не должна превышать 0,003 мм
на длине 50 мм\ 0,004 мм на длине 150 мм и 0,005 мм на длине 300 мм.
Эти погрешности меньше, чем у резьб, нарезанных на станках без кор-
рекционных устройств, в 3—4 раза.
Высокая точность шага резьб, нарезанных на станках с коррекцион-
ной линейкой, обеспечивается добавочным вращением гайки ходового
винта, в результате чего суппорт получает соответствующее дополнитель-
ное перемещение. Желаемое равномерное добавочное вращение гайки
ходового винта может быть осуществлено от прямой коррекционной ли-
нейки при установке ее под определенным углом, в результате чего дости-
гается:
1)	компенсация накопленной ошибки шага винта;
2)	увеличение или уменьшение шага нарезаемой резьбы на определен-
ную величину (т. е. в определенном отношении) с целью компенсирования
деформации ее при термической обработке;
3)	компенсация влияния различия коэффициентов линейного расши-
рения материала обрабатываемой заготовки и материала ходового винта
на величину шага нарезаемой резьбы;
4)	компенсация влияния отклонения температуры помещения, в ко-
тором установлен резьбонарезной станок,' от нормальной температуры
(20° С) на величину шага нарезаемой резьбы.
356
РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ СТАНКИ
Кроме того, измерив ошибки отдельных шагов ходового винта и соот-
ветственно построив криволинейный профиль на коррекционной линейке,
можно сообщать гайке такие дополнительные повороты, которые компен-
сируют погрешности шагов резьбы ходового винта.
Определение угла поворота коррекционной линейки
Для того чтобы учесть изменение шага нарезаемого винта в результате
его деформации от последующей термической обработки, коррекционную
линейку устанавливают под углом 0, который вычисляется следующим,
образом.
Пусть в результате термической обработки длина резьбы L изменяется
на величину AL. Если коррекционная линейка установлена под углом р
(фиг. II, 31), то ролик рычага за время перемещения суппорта на длину L
вдоль станины переместится по линейке на высоту h = L tg 0, а гайка по-
вернется на долю оборота	где Я — длина плеча рычага поворота
гайки. Суппорт должен при этом пройти дополнительный путь. _
Следовательно, должно быть
- 2л/?tx- в
... ligp,
2л/? х- в’
где txe — шаг ходового винта.
Отсюда
tg₽ = ^£.
_	2tiR
Так как -— = р — постоянная величина для каждого выполненного
гх в
станка, то
. /у л
tg₽ = p—.
(1
ТОКАРНЫЕ СТАНКИ ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТИ
357
Очевидно, что
__
L tHap
где 1изд — шаг резьбы готового изделия;
tHap — шаг нарезаемой резьбы,
и поэтому предыдущую формулу можно написать также в виде
tgp = /?-^L.	(2)
снар
По этой же формуле подсчитывается угол установки линейки для
компенсации ошибки шага ходового винта Д/х в:
tgp = p-^-	(3)
СХв
Искажение величины шага нарезаемой резьбы, обусловленное откло-
нением температуры помещения от нормальной, а также разностью коэф-
фициентов линейного расширения материалов обрабатываемой детали
и ходового винта, компенсируется также поворотом линейки на угол рх,
величина которого определяется из следующих соображений.
Ошибка (A/W3a) в шаге изделия (tHap)
^изд ~ $нар (а1 ая) (Т д
где аг — коэффициент линейного расширения материала обрабатываемой
заготовки;
а2 — коэффициент линейного расширения материала ходового винта;
Тд — температура помещения во время нарезания резьбы;
Тн — нормальная температура помещения, при которой был отрегу-
лирован станок.
Подставляя это значение А/Й3(9 в выражение (2), получим
tg₽i = p(a1-a2)(^-TK).	(4)
Для компенсации погрешностей шага ходового винта профиль линейки
выполняется криволинейным. Величина впадины или выступа опреде-
ляется величиной погрешности соответствующего шага ходового винта.
При ошибке шага винта Atx. в величина поворота (доля оборота) гайки
винта для компенсации этой ошибки будет
h __
2лЯ ~ tx в ’
где h — величина подъема или опускания ролика, т. е. высота выступа
или глубина впадины на линейке;
отсюда
Л = ^Д^ = Ж-в-	(5)
1хв
Например, для станка с характеристикой р = 200 при погрешности
“ага ходового винта А/Хв = 0,005 мм величина h равна 1 мм. Измерив
лиибку каждого шага резьбы ходового винта, строят профиль (кривую
тэдъемов и впадин) коррекционной линейки.
358
РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ СТАНКИ
§ 2. ПРЕЦИЗИОННЫЙ ВИНТОРЕЗНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. 103
Станок предназначен для нарезания наружных и внутренних резь:
повышенной точности и используется в инструментальной промышлен-
ности и на заводах точного приборостроения.
Конструкция станка предусматривает возможность нарезания резь:
до упора, а также конических и многозаходных резьб. Шаг нарезаемых
резьб: метрических — от 0,25 до дюймовых — от 5 до 24 ниток на 1
Диаметр нарезаемых резьб — от 5 до ЗОлш. Высота центров станка 100 мм
наибольшее расстояние между центрами 300 мм.
При нарезании наружных резьб в качестве режущего инструмента
применяют фасонные дисковые резцы, при нарезании внутренних резьб —
специальные резцы или гребенки.
Электрическая схема полуавтомата обеспечивает его работу по следую-
щему циклу: подвод резца к заготовке — рабочий ход — отвод резиз
от изделия — быстрый обратный ход.
После того как резьба нарезана на заранее установленную глубину,
в зависимости от настройки счетного реле, резец проходит установленное
число зачистных проходов, и станок автоматически останавливается.
Когда резьба нарезана на заданную глубину, на станке загорается сигналь-
ная лампочка.
Станок имеет станину с тумбой, переднюю бабку, редуктор, суппорт,
ходовой винт и гитару подач, кулачковый механизм, механизм отводг
резца, заднюю бабку, резцедержатель, коррекционную линейку, электро-
оборудование и систему охлаждения.
Полуавтомат имеет приспособления для нарезания многозаходных
резьб, для нарезания резьбы до упора, для шлифования центра; нормаль-
ной принадлежностью станка является планшайба.
Кинематическая схема станка дана на фиг. II, 32.
Шпиндель приводится от индивидуального электродвигателя № =
= 1 кет. п = 1410 об/мин через клиноременную передачу, редукто:
со сменными зубчатыми колесами и плоскоременную передачу. Шпинделе
разгружен от натяжения ремня.' На передней цилиндрической шейк=
шпинделя запрессована бронзовая втулка с наружным конусом, вращаю-
щаяся вместе со шпинделем в стальном вкладыше передней опоры. Зад-
ний конец шпинделя опирается на два радиально-упорных шарикопод-
шипника повышенной точности с постоянным натягом, который осуще-
ствляется здесь пружинами.
В конусном отверстии шпинделя могут устанавливаться и закрепляться
планшайба или цанга. При рабочем ходе вращение передается на шпин-
дель через цилиндрические зубчатые колеса /, 2 (фиг. И, 32), сменные
колеса а, b и конические колеса 3, 4 редуктора, а при обратном ходе —
непосредственно через зубчатые колеса 3, 4.
Направление вращения шпинделя изменяется реверсированием при-
водного электродвигателя.
Вал Z, на котором сидит коническое зубчатое колесо 3, концами соеди-
нен с внутренними кольцами муфт обгона Мг и М2- При рабочем холе
муфта Мг проскальзывает, и вращение передается шпинделю через смен-
ные колеса и обгонную муфту М2. В момент реверсирования электродви-
гателя на быстрый обратный ход ролики муфты заклинятся в ней.
и муфта начнет передавать вращение шпинделю непосредственно через
конические колеса 3 и 4\ в эти периоды цикла будет проскальзывать
муфта обгона М2.
ПРЕЦИЗИОННЫЙ ВИНТОРЕЗНОЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. 103	359
При настройке станка на нарезание левой резьбы изменяется направле-
ние рабочего и обратного (холостого) ходов, для чего в гитару подач Д——
и /
вводится паразитное колесо и производится переключение в цепи электро-
магнита, который отводит резец.
Электродвигатель смонтирован на крышке редуктора на качающейся
плите, которая позволяет легко регулировать натяжение клинового ремня.
Для возможности регулирования натяжения плоского ремня корпус ре-
дуктора также установлен на плите и соединен с ней шарнирно; плита
закреплена внутри тумбы станка.
Фиг. II, 32. Кинематическая схема прецизионного винторезного полуавтомата
мод. 103.
На промежуточном валу редуктора закреплен эксцентрик Е, который
приводит в действие плунжерный насос системы охлаждения.
При положении клинового ремня на меньшей ступени шкива двигателя
числа оборотов шпинделя при рабочем ходе составляют, в зависимости от
чисел зубьев сменных колес а и Ь, от 39 до 355 в минуту, а при обратном
холостом ходе — 400 в минуту. При положении клинового ремня на боль-
шей ступени шкива двигателя числа оборотов шпинделя при рабочем
ходе составляют от 70 до 530 в минуту, при обратном ходе 710 в минуту.
Суппорт (фиг. II, 33) состоит из каретки 9, поперечных салазок 2
и резцовых салазок 4. Каретка перемещается по направляющим станины,
имеющим профиль ласточкина хвоста, от ходового винта; этот винт полу-
чает вращение от шпинделя через гитару подач (фиг. II, 32), которая слу-
жит для настройки на шаг нарезаемой резьбы.
На переднем платике каретки 9 (фиг. II, 33) устанавливаются две
пары конечных выключателей 16, 19, назначением которых является
РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ СТАНКИ
ПРЕЦИЗИОННЫЙ ВИНТОРЕЗНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ МОД. 103
361
реверсирование движений суппорта и вращения шпинделя в соответствую-
щие моменты цикла. Два выключателя являются аварийными — они
останавливают станок в случае, если не сработают основные выключатели.
Для этого кулачки переключения имеют по два пружинных упора 14, 15
различной высоты: высокий — для основного конечного выключателя,
низкий — для аварийного.
По направляющим каретки 9 перемещаются поперечные салазки 2.
Пружина 25, помещенная в каретке, постоянно поджимает поперечные
салазки с закрепленным инструментом в направлении обрабатываемой
заготовки.
Поперечные салазки имеют два винтовых микрометрических упора 17
и 18. Правый упор 18 служит для установки на глубину резания; цена
деления барабана упора 0,005 мм. После установки упор закрепляют
стопорным винтом 26. Левый упор 17 служит для поперечной подачи
инструмента. На винте 13 упора 17 закреплено храповое колесо 12
с 200 зубьев. При холостом ходе рычаг 8 собачки 24 находит на перестав-
ной кулачок 5 и поворачивает храповичок 12, а следовательно, и винт 13
упора 17, давая возможность пружине 25 переместить поперечный суп-
порт на соответствующую величину. Повороту храповика на один зуб
отвечает поперечная подача 0,0025 мм; максимальная подача (соответ-
ствующая повороту храповика на 20 зубьев) 0,05 мм на один двойной ход.
Величина подачи устанавливается винтом 23, посредством которого ре-
гулируется размах качания собачки.
Отвод поперечных салазок в конце хода осуществляется следующим
образом. Ролик 10, закрепленный на конце толкателя 11, находится в кон-
такте с линейкой, которая связана с электромагнитом. В момент оконча-
ния рабочего хода электромагнит перемещает линейку, и толкатель 11,
упираясь в винт 13 упора 17, сжимает пружину 25 и отводит салазки.
Поперечные салазки остаются в отведенном положении в течение всего
холостого хода.
Резцовые салазки 4 могут продольно перемещаться по направляющим
поперечного суппорта 2. Это перемещение необходимо при настройке для
попадания в нитку, для врезания под углом и при нарезании резьбы до
упора.
При настройке салазки перемещаются винтом 21, который оттягивает
резцовые салазки, сжимая пружину 22.
Для врезания резца под углом (резание одной кромкой) на каретке
устанавливается кулачок 20 со скосом в соответствии с нарезаемой резьбой.
Врезание происходит при автоматической поперечной подаче. Толкатель 1,
перемещаясь по скосу кулачка, позволяет резцовой головке под действием
пружины 22 перемещаться одновременно и в продольном направлении.
Второй упор 18 должен быть освобожден. При нарезании резьбы до упора
в момент, когда резец приходит в соприкосновение с заплечиком обраба-
тываемой заготовки, суппорт продвигается дальше; это происходит на
1—5 мм до момента переключения на обратный ход.
На резцовых салазках укрепляют резцовую головку 3 для зажима
резцедержателя. Для установки его под углом на резцовой головке имеется
шкала с ценой деления 1°. В соответствии с заточкой резца ось отверстия
головки находится на 7 мм выше линии центров станка.
Для компенсации погрешностей шага резьбы ходового винта, обуслов-
ленных неточностью его изготовления и колебаниями температуры,
служит коррекционная линейка (см. стр. 356).
362	РЕЗЬБОНАРЕЗНЫЕ СТАНКИ
Исправление прогрессивной ошибки или изменение шага нарезаемой?
винта с целью учета деформаций при последующей термической обработке
обеспечивается тем, что коррекционная линейка выполнена поворотной
Для поворота ее имеются два винта, один из которых снабжен лимбом
Повороту лимба на одно деление соответствует изменение шага нарезае-
мого винта на 0,1 мк, на 100 мм длины. Профиль поверхности линейки,
по которой скользит конец рычага 6, жестко связанного с гайкой 7, обра-
ботан по кривой. При продольном движении каретки 9 рычаг 6 повора-
чивает маточную гайку 7 на определенные углы в том или в другом на-
правлении и тем самым увеличивает или уменьшает соответствующий ша~
нарезаемой резьбы.
На станке можно нарезать также конические резьбы. Коническую
резьбу с небольшой конусностью можно нарезать, сместив центр задне
бабки. В других случаях применяется специальная линейка, которую
устанавливают на место линейки для автоматического отвода суппорта,
при этом ролик 10 при движении каретки все время скользит по скос)
линейки.
ГЛАВА V
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Резьбошлифовальные станки широко применяются в инструменталь-
ном производстве для получения резьб более высоких классов точности.
На этих станках шлифуют резьбу метчиков, резьбовых калибров, накат-
ных роликов, резьбовых фрез и др.
На резьбошлифовальных станках применяют три метода шлифования
резьб (фиг. II, 34): однониточным кругом, многониточным цилиндриче-
ским кругом и многониточным коническим кругом.
Первый метод (фиг. II, 34, а) — шлифование однониточным
кругом применяют в тех случаях, когда требуется высокая точность
резьбы (резьба по 1-му классу): по шагу на длине 25 мм — до 0,0025 мм,
на длине 200 мм — до 0,005 мм.
Резьба шлифуется при перемещении стола с заготовкой относительно
шлифовального круга.
Расчетные перемещения:
1 об. заготовки -> t,
где t — шаг шлифуемой заготовки.
Шлифовать при этом можно
а)	за один проход в одну сторону с отводом шлифовального круга
при обратном быстром движении;
б)	за один проход в обе стороны; при шлифовании первой заготовки —
от переднего центра, второй заготовки — от заднего центра;
в)	за несколько проходов одной заготовки в обе стороны.
Второй метод (фиг. II, 34, б) — шлифование многониточным
цилиндрическим кругом — применяют в том случае, когда к поверхности
резьбы предъявляются высокие требования по чистоте, а точность может
быть меньшая, чем в первом случае. Этот метод целесообразно применять
для шлифования коротких резьб, причем длина круга должна быть не-
сколько больше длины шлифуемой резьбы. Шлифование при этом ведется
с поперечной подачей до полного врезания круга на всю высоту профиля
резьбы при медленном вращении заготовки.
Расчетные перемещения в этом случае такие же, как и при шлифова-
нии однониточным кругом, но резьбу после врезания шлифуют за один
полный оборот изделия, т. е. при перемещении стола с заготовкой на
длину одного шага резьбы.
Для шлифования резьбы этим методом требуется всего Р/3—Р/2
оборота изделия. Резьбы мелкого шага шлифуют без предварительного
нарезания, с одного прохода. Резьбы более крупных шагов, от 2 мм
364
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
и выше, шлифуют за два и более оборотов изделия с периодической по-
перечной подачей.
Ось многониточного шлифовального круга устанавливается парал-
лельно оси изделия. Вследствие этого в случае шлифования резьб крупных
профилей с большим углом подъема происходила бы «разбивка» профиля
резьбы. Поэтому для шлифования таких резьб данный метод не приме-
Фиг. II, 34. Методы шлифования резьбы.
няют.
Третий метод (фиг.
II, 34, в) — шлифование много-
ниточным коническим кругом—
особенно пригоден при шлифо-
вании длинных резьб, точность
которых должна быть не ниже
2-го класса. Шлифование в этом
случае ведется так же, как и
однониточным кругом с продоль-
ной подачей. При этом имеющийся припуск равномерно распределяется
между нитками круга. Шлифуют на полную глубину резьбы.
Для резьбошлифовальных станков характерны низкая окружная ско-
рость нарезаемой заготовки и отсюда — сравнительно небольшое числе
оборотов в минуту шпинделя изделия.
Вращение шпинделю сообщается через механический вариатор, от
гидро- или электродвигателя постоянного тока, которые обеспечивают
Фиг. II, 35. Установка на угол подъема винтовой линии.
возможность бесступенчатого изменения скорости вращения заготовки.
Шлифовальный круг получает вращение от индивидуального электродви-
гателя.
Резьбошлифовальные станки, довольно разнообразные по принципу
устройства и выполнению, можно различать по следующим конструк-
тивным признакам:
1)	по средствам настройки для получения заданного шага резьбы.
Для получения заданного шага резьбы стол с изделием получает про-
дольное перемещение, которое может осуществляться при помощи:
ходового винта (постоянного) и сменных зубчатых колес; сменных
ходовых винтов; сменных копиров (без ходового винта) и специальных
линеек (без ходового винта);
2)	по способу установки на угол подъема винтовой линии (фиг. II, 35).
Для получения точного профиля резьбы, шлифуемой однодисковым
кругом, плоскость круга должна быть совмещена с винтовой линией
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
365
резьбы; это достигается следующими способами: поворотом стола с заготов-
кой (фиг. II, 35, а) и поворотом всей шлифовальной бабки (фиг. 11,35, б)
или поворотом корпуса шлифовального шпинделя;
3)	по движению при затыловании (фиг. II, 36).
При шлифовании затылованных профилей на резьбошлифовальных
станках изделие или шлифовальный круг получают в процессе шлифо-
вания также и поперечное перемещение. В различных станках это движе-
ние создается: качанием стола с заготовкой вокруг оси, параллельной оси
изделия (фиг. II, 36, а); поперечным возвратно-поступательным движе-
нием шлифовальной бабки (фиг. II, 36, б); качанием шлифовальной бабки
изделие
стола
Фиг. II, 36. Схемы движений при затыловании.
вокруг оси, параллельной оси изделия (фиг. II, 36, в); поворотом эксцен-
тричной гильзы шлифовальной головки (фиг. II, 36, г); смещением центра
задней бабки (фиг. II, 36, д).
Резьбошлифовальные станки, в которых продольное перемещение
стола с изделием осуществляется при помощи ходового винта и сменных
зубчатых колес, имеют коррекционное устройство, настройкой которого
компенсируется влияние температуры на величину шага шлифуемой
резьбы и может также учитываться накопленная ошибка ходового
винта.
Эти устройства в большинстве конструкций станков выполнены в виде
поворотной линейки (см. стр. 356), которая при продольном перемещении
стола производит добавочное вращение гайки ходового винта (например,
в мод. 5Б82, 5822).
Для шлифования резьбы, нарезанной предварительно на другом станке,
необходимо иметь возможность сдвигать изделие относительно круга
в осевом направлении, чтобы ввести круг в нитку. Это может быть достиг-
нуто перемещением изделия вдоль ее оси:
1)	вместе со столом — при неподвижном ходовом винте: перемещением
гайки ходового винта (мод. 5822) и с помощью второго нижнего стола
(мод. МВ-14);
2)	вместе со столом — перемещением ходового винта вдоль его оси
(мод. 5Б82);	У
3)	перемещением самого шпинделя с изделием при неподвижном столе
[например, в станках фирмы Экселло (США), Рейсхауэр (Швейцария)].
366
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬН ЫЕ СТАНКИ
§ 2. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5Б82
Назначение станка. Станок (фиг. II, 37) используется в различных отра-
слях машиностроения для шлифования наружных и внутренних цилин-
дрических и конических одно- и многозаходных резьб по 1 и 2-му классам
точности.
В инструментальной промышленности на этом станке шлифуют резьбы
высокоточного резьбового инструмента — резьбовых калибров, метчиков,
Фиг. II, 37. Универсальный резьбошлифовальный станок мод. 5Б82:
1 — привод изделия; 2 — квадрат под рукоятку для ручного поворота шпинделя изделия и переме-
щения стола; 3 — тахометр шпинделя изделия; 4 — пульт кнопочного управления электродвига-
телями; 5 — передняя бабка; 6 — переставные кулачки автоматического останова и автоматиче-
ского реверсирования стола и шпинделя изделия; 7 — шлифовальная бабка; 8 — задняя бабка
9 — поворотная линейка для шлифования конических резьб; 10 — лимб тонкой (микронной) попе-
речной подачи; 11 — рукоятка быстрого отвода круга изделия; 12 — рукоятка включения автомати-
ческой поперечной подачи при шлифовании конических резьб; 13 — маховик поперечной подачи
шлифовальной бабки; 14 — квадрат под рукоятку для ввода круга в нитку резьбы; 15 — пульт
кнопочного управления прибором для правки круга; 16 — станина; 17 — рукоятка ручного и авто-
матического реверса и автоматического останова стола и шпинделя изделия; 18 — рукоятка пере-
ключения рабочего хода стола и шпинделя изделия на быстрый ход; 19 — головки (дроссели) регули-
рования скоростей стола и шпинделя изделия в обе стороны; 20 — рукоятка пуска и останова стола
и шпинделя изделия; 21 — винты корректирования шага резьбы; 22 — рукоятка переключения
крана реверса гидромотора (находится под крышкой).
резьбовых фрез, накатных роликов, плашек и др. Шлифуют также профили
с затылованными зубьями.	/
Станок работает однониточным абразивным кругом по полуавтомати-
ческому циклу с автоматической компенсацией износа круга.
Резьба мелкого шага может быть подвергнута шлифованию без пред-
варительного нарезания — по «целому».
Характерной особенностью конструкции привода станка является то.
что привод отделен от подвижного стола, и вследствие этого вибрация
не влияет на точность шлифуемой резьбы.
Вращение шпинделя изделия и перемещение стола осуществляются
от гидродвигателя, бесступенчато регулируемого в пределах 193—
1290 об!мин. Гидравлику используют также для реверсирования стола
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШ^ИФОВАЛЬН ЫЙ СТАНОК МОД. 5Б82
367
в конце каждого хода, для независимого регулирования скоростей в каж-
дую сторону и быстрого хода стола в обе стороны.
Станок снабжен коррекционной линейкой. Резьбу однодисковым кру-
гом можно шлифовать тремя способами, указанными на стр. 363.
Установка на угол винтовой линии шлифуемой резьбы производится
поворотом корпуса шлифовального шпинделя (фиг. II, 35, б).
Станок снабжен автоматически действующим правильным прибором
Фиг. II, 38. Кинематическая схема резьбошлифоваль-
ного станка мод. 5Б82.
и имеет автоматическую компенсирующую подачу.
По особому заказу к нему поставляются специальные устройства,
которые позволяют шлифовать резьбу многониточными кругами.
Конструкция и кинема-
тическая цепь вращения
шпинделя и продольного
перемещения стола. П е-
редняя бабка из-
делия укреплена на столе
станка (см. фиг. II, 37).
Шпиндель передней бабки
получает вращение от ги-
дромотора через трехсту-
пенчатую клиноременную
передачу (фиг. II, 38) с пе-
редаточными отношениями
.	_ i •	1.	.	__ Q
i 1 - —^2 --- *»	^3 - О,
далее — через червячную
2
паРУ 50
скую зубчатую передачу
38
95 ’
2
 и цилиндриче-
При продольном перемещении стола зубчатое колесо z = 38
скользит по шестизубому (шестишлицевому) валику.
Вследствие бесступенчатого регулирования скорости гидродвига-
теля, а также использования трехступенчатой ременной передачи
можно бесступенчато изменять скорость шпинделя в пределах 1—
60 об!мин.
Число оборотов шпинделя указывается тахометром 3, встроенным
в преднюю часть приводной коробки (см. фиг. II, 37).
Конструкция передней бабки резьбо-шлифоваль-
ного станка мод. 5Б82 показана на фиг. II, 39. Шпиндель 15 передней
бабки вращается в подшипниках скольжения 8 и 14. Он имеет две цилин-
дрические шейки, которые шлифуются и доводятся с точностью формы
по эллиптичности до 0,001 мм.
Биметаллические подшипники 3, 14 имеют по три опорных полоски а,
б, в. Верхняя полоска в отделена специальными прорезями от тела под-
шипника и может поджиматься регулирующим винтом 17 и закрепляться
винтом 16 с целью установления минимальных зазоров.
Для того чтобы были выбраны зазоры в осевом направлении, шпиндель
своей торцовой плоскостью е упирается в торцовую плоскость ж под-
шипника 14 и постоянно поджимается пружинами 12 через шарикопод-
шипник И и фасонную шайбу 10.
Масло из корпуса 13 переносится шайбой 10 на козырьки 9, а оттуда
в подшипники 3, 14.
Фиг. II, 39. Передняя бабка резьбошлифовального станка мод. 5Б82.
л-я
16 17 в	а
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬН ЫЙ СТАНОК МОЛ. 5Б82
369
При шлифовании резьб в обе стороны, т. е. при прямом и обратном
ходе стола, необходимо реверсирование шпинделя. При этом зазоры
в кинематической цепи, связывающей шпиндель с ходовым винтом, а также
зазор в сопряжении ходового винта с гайкой будут приводить к неко-
торому запаздыванию движения стола относительно шпинделя. Это
вызовет неточность шага шлифуемой резьбы. Для устранения этого явле-
ния на конце шпинделя бабки изделия (фиг. II, 39) имеется компен-
сирующее устройство, которое позволяет устранять зазоры
в цепи путем остановки шпинделя на время, необходимое для устранения
зазоров в механизме, передающем движение столу.
Ведомое зубчатое колесо 7 с запрессованным пальцем 2 (фиг. II, 39)
свободно сидит на шпинделе 15. На конце шпинделя неподвижно поса-
жена втулка 6, в пазу которой закреплен поводок 3. На наружной по-
верхности втулки 6 нарезаны зубья, с которыми находится в зацеплении
червяк 4, смонтированный в хомутике 5. Этот хомутик может поворачи-
ваться на втулке 6 после того, как будет ослаблен винт 18 хомутика.
В хомутике 5 запрессован поводок 1. При установке некоторого рас-
стояния между пальцем 2 и поводками 1 и 3 зубчатое колесо 7 в начале
реверсирования будет поворачиваться некоторое время, не вращая шпин-
дель., пока палец не упрется в один из поводков 1 или 3.
Величину холостого поворота зубчатого колеса 7, а следовательно
и время покоя шпинделя регулируют, в зависимости от имеющихся в цепи
зазоров, вращением червяка 4.
Коррекционное устройство позволяет уменьшать или
увеличивать шаг шлифуемой резьбы в пределах ±0,25%, а также вводить
поправки, учитывающие влияние температуры окружающей среды.
Коррекционная линейка 1 (фиг. II, 40) расположена в плоскости,
параллельной оси ходового винта 5, и может быть установлена под требуе-
мым углом к этой оси путем поворота вокруг пальца 2. В этом станке
гайка 6 имеет дополнительную резьбу, нарезанную на ее наружной по-
верхности, которой она ввинчена в корпус 5, прикрепленный к столу
станка. На гайке 6 прикреплен фланец 4 с выступом а (см. вид по стрел-
ке 5) и пружинами 7 через шарик 9 прижимается к линейке 10.
Если линейка установлена под углом, то при движении стола гайка 1
будет поворачиваться и сообщать столу дополнительные перемещения,
увеличивая или уменьшая основную величину перемещения, сообщаемого
столу механизмом ходового винта.
Совмещение шлифовального круга с наре-
занной ниткой р е.з ьб ы осуществляется перемещением стола
без вращения самого изделия и обеспечивается конструкцией опоры ходо-
вого винта 3 (фиг. II, 40).
Гильза /7, имеющая на наружной поверхности резьбу крупного, шага,
расположена в корпусе 18, который прикреплен к станине станка. Палец 11
входит в одну из впадин резьбы и удерживает от продольного переме-
щения гильзу 17, которая получает вращение через червячную пару 14,
15 от квадрата 14 (фиг. II, 37), выведенного на переднюю стенку ста-
нины. Ходовой винт 3 (фиг. II, 40) закреплен в гильзе 17 при помощи
буртика и упорных бронзовых шайб 12 и 13. Гильза 17 при вращении
ввертывается или вывертывается из корпуса 18, перемещая таким образом
ходовой винт, гайку, а следовательно и рабочий стол станка.
Конструкция и кинематическая цепь движения шлифовальной бабки
и шлифовального круга. Шпиндель шлифовального круга (фиг. II, 41)
получает вращение через ременную передачу 5 от электродвигателя
24 Ачеркан 159
Фиг. 11,40. Кор-
рекционное уст-
ройство и меха-
низм попадания
в нитку.
Коррекцион-
ное устрой-
ство станка
мод. 5Б82: 1 —
коррекционная
линейка; 2 — па-
лец, 3 — ходовой
винт; 4 — фланец
с выступом; 5 —
корпус; 6 — гай-
ка; 7 —пружины;
8 — гибкий шланг
для смазки гайки;
9 — шарик; 10 —
линейка. Меха-
низм попада-
ния в н и т к у:
11 — палец; /2 —
13 — бронзовые
упорные шайбы;
14 — червячное
колесо; 15 -— чер-
вяк; 16 — корпус
подшипника чер-
вяка, 17—гильза;
18 — корпус гиль-
зы.
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОЛ. 5Б82
371
постоянного тока 4, который питается от генератора W = 4,8 квт. Гене-
ратор постоянного тока приводится во вращение электродвигателем пере-
менного тока.
Шлифовальный шпиндель вращается в прецизионных подшипниках
скольжения. Число оборотов шпинделя регулируется бесступенчато.
Шлифовальная бабка (корпус 9), установленная на салазках И, пере-
мещается к линии центров станка по поперечным направляющим станины
(см. фиг. II, 36, б) и имеет также качательное движение (см. фиг. II, 36, в).
Фиг. II, 41. Схема устройства шлифовальной бабки станка мод. 5Б82:
1 — кронштейн; 2 — винт регулирования натяжения ремня; 3 — плита двигателя? 4 — электро-
двигатель; 5 — приводной ремень; 6 — ось поворота кронштейна с плитой; 7 — поворотная короока
шпинделя! 8 — шлифовальный круг; 9 — корпус бабки; 10 — передняя опора (ось вращения)
шлифовальной бабки; 11 — салазки.
Шлифовальная бабка получает следующие перемещения:
1) по поперечным направляющим — установочные — для грубой по-
дачи, а также для точного подвода бабки в определенное положение;
компенсирующую подачу, используемую при правке шлифовального круга;
2) качанием шлифовальной бабки — движение затылования; движе-
ния быстрого отвода и подвода; точные — микронные подачи; подачи
при шлифовании конических резьб.
На фиг. II, 42 показан механизм поперечной ком-
пенсирующей подачи. В данном механизме пара винт —
гайка служит: при вращении винта и неподвижной гайке — для ручной
подачи; при вращении гайки и неподвижном винте — для компенсирую-
щей гидравлической подачи.
При ручной подаче вращение от маховичка 7 через зубча-
тую передачу 11 передается винту 4. Ходовая гайка 3 смонтирована
в корпусе 2, прикрепленном к салазкам шлифовальной бабки, и в этом
случае удерживается от проворота червяком 1.
1/7 \	¥ 1 J R-R Яв Ф|||Нм1	1	а 7 ।	|ДЙ W|j- I	шл	1|1И1г 	И	(Безкожуха) &жи z=63	"ЁЫ ^-«/20	wm	JWTl ,я-^ж Й	W	iSMT 10 Фиг. II. 42. Механизм поперечной и компенсирующей подачи ^II!1F)	станка мод. 5Б82. ^Зг	Механизм ручного перемещения: 1 — червяк; 2 — кор- Жжт	М	пус; 3 — гайка — червячное колесо; 4 — винт; 5 — жесткий упор; 6 — от- ]- .	кидная собачка; 7 — маховичок перемещения шлифовальной бабки? 8, 10 — грибки; 9 — кольцо лимба; 11 — зубчатая передача. Меха- низм	компенсирующей подачи: 12 — шток-рейка? 13 — зубчатый сектор; 14 — упорный винт; 15 — указатель; 16 — отсчет- ная линейка; 17 — пружина; 18 — гидроцилиндр; 19 — собачка; 20 — храповое колесо.
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬН ЫЙ СТАНОК МОД. 5Б82
373
7 И S 6
Фиг. II, 43. Схема устройства для качания
шлифовальной бабки станка мод. 5Б82.
При пользовании другими механизмами перемещения шлифовальной
бабки маховичок 7 стопорится грибком 10. Грибок 8 служит для скрепле-
ния кольца лимба 9 с маховичком 7.
При шлифовании большой партии изделий работают с подачей круга
ДО' упора. В этом случае при вращении маховичка 7 откидной упор-со-
бачка 6, расположенный на кольце 9, доводят до жесткого упора 5.
Для правки круга нажимают кнопку «Подача правки» на
пульте 15 (фиг. II, 37); при этом масло будет поступать в полость А
(фиг. II, 42) гидроцилиндра 18 и перемещать шток-зубчатую рейку 12
вправо до упорного винта 14. На зубчатом секторе 13 закреплена со-
бачка 19, которая через храповое колесо 20 (z = 63) будет поворачивать
червяк /, а следовательно и сцепленную с ним ходовую гайку 3, осуще-
ствляя компенсирующую
подачу шлифовальной бабки.
Величина компенсирующей подачи
устанавливается ограничением хо-
да штока-рейки 12\ для этого
винт 14 ввертывают до соответ-
ствующего совпадения указате-
ля 15 с отметкой на отсчетной
линейке 16.
После того, как кнопка отпу-
щена, пружина 17 возвращает
шток-рейку 12 в левое положе-
ние, вытесняя масло из цилиндра.
Для осуществления движе-
ния затылования по
схеме фиг. II, 36, в, т. е. качанием
шлифовальной бабки вокруг оси,
параллельной оси изделия, бабка своими передними опорами 10
(фиг. II, 41) связана с салазками и может поворачиваться.
Задняя опора шлифовальной бабки представляет собой шарикопод-
шипник 1 (фиг. II, 43), насаженный на палец 2, расположена с задней
стороны шлифовальной бабки и опирается на призму 3, закрепленную
на рычаге 6. Ползушка 4 перемещается по винту 5 рычага 6 и опирается
на рычаг 8. Этот рычаг сидит на оси 7, вокруг которой он поворачивается
при качании левого конца рычага от дискового кулачка 9, на который
он опирается.
Левый конец рычага 6, в свою очередь, опирается на дисковый кула-
чок 10. Кулачок 9 используется при шлифовании затылованных профи-
лей. Для этого имеются два кулачка: один — для величины спада затылка
от 0,04 до 0,3 мм (для метчиков), другой — для спада затылка от 0,5
до 4 мм (для фрез). Форма кривой кулачка соответствует кривой затылка
изделия. На кулачке имеется спад для быстрого отвода шлифовального
круга от изделия. Отход происходит за время прохождения дуги, соот-
ветствующей канавке.
Кулачок 10 служит для быстрого отвода и подвода
шлифовального круга к линии центров станка на величину примерно
6 мм. Это движение производится при помощи рукоятки 11 (фиг. II, 37).
Она же служит для включения кулачка 10 (фиг. II, 43) перед шлифова-
нием затылованных изделий.
Для сообщения шлифовальному кругу от кулачка 10 точных
микронных подач порядка 0,002 мм имеется специальный
374
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬН ЫЕ СТАНКИ
механизм. Точность работы механизма быстрого подвода и отвода около
0,0015 мм.
Шлифование конических резьб происходит путем сложе-
ния продольного перемещения стола, осуществляемого от ходового винта,
и поперечного перемещения шлифовальной бабки. Поперечное перемеще-
ние осуществляется от линейки, которая устанавливается наклонно и
закрепляется на столе станка. При движении стола линейка нажимает
на ролик рейки, перемещая ее вниз, и через систему зубчатых колес
вращает вал с кулачком 10 (фиг. II, 43), который и осуществляет попереч-
ную подачу бабки.
От валика червячного колеса г = 50 (фиг. II, 38) вращение передается
через зубчатую передачу гитару затылования Х2, зубчатую пару
с передаточным отношением i = 1, винтовую зубчатую пару ci = 1
на вал кулачка 9 (фиг. II, 43).
Настройка цепи затылования. Расчетные перемещения здесь такие же,
как в затыловочных станках, а именно:
1 об. заготовки г об. кулачка,
где z — число затылуемых зубьев заготовки.
Уравнение кинематического баланса
95 90
1 об. заготовки-^ •-эд--X2-1 • 1 = z об. кулачка,
где ^2 =	(двухпарная гитара). Отсюда передаточное отношение
сменных колес
Y __ а с ____ 2г
Л2 — ~b~ ' ~d~ ~~ ~15 ’
При шлифовании затылованных заготовок с винтовыми канавками
расчетные перемещения будут
I об. заготовки -> г (1 + у-) об. кулачка,
где i — шаг резьбы;
Т — шаг винтовой канавки.
Угол подъема винтовой линии резьбы равен углу наклона канавки,
следовательно
t = ndcp tg а и Т = rtd^ctg а,
где dcp — средний диаметр резьбы.
Следовательно,
z(l +4-) =г(1 +tg2a);
отсюда видно, что передаточное отношение сменных колес гитары полу-
чится для данного случая из написанной выше формулы для Х2, если в ее
правую часть ввести множитель 1 + tg2 а = -^2-а,
у __ а с ____ 2z
2 b d	15 cos2 а
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5Б82
375
Установка на угол подъема винтовой линии резьбы производится
поворотом шпиндельного узла вместе с коробкой шпинделя 7 (фиг. II, 41),
что соответствует схеме по фиг. II, 35, б.
Правка однониточного шлифовального круга. Для правки шлифоваль-
ного круга с целью придания ему формы, соответствующей профилю
шлифуемой резьбы, применяют специальные приборы.
Прибор для автоматического профилирования однониточного (диско-
вого) шлифовального круга имеет три алмаза, два из которых правят
боковые стороны, а третий вершину профиля. На фиг. II, 44 приведена
кинематическая схема приспособления для правки.
/
Фиг. II, 44. Кинематическая схема приспособления для правки шли-
фовального круга.
Червяк <?, получая вращение от электродвигателя (N = 0,175 кет,
п — 1430 об/мин) через сменные зубчатые колеса 1 и червячную пару 2,
передает вращение червячному колесу 5', на котором закреплен палец,
входящий в паз кулисы 14. При вращении червячного колеса 3' кулиса 14
будет качаться вокруг оси валика 12 и сообщать закрепленному на нем
зубчатому колесу 11 возвратно-вращательное движение на У4 оборота.
Зубчатое колесо 5, находясь в зацеплении с приводным колесом 11, через
зубчатые колеса 4, 6 и зацепляющиеся с ним зубчатые рейки 7, 10, на-
резанные на ползунах, сообщает последним возвратно-поступательное
движение.
На ползунах 7, 10 закреплены алмазодержатели.
Ось 12 кулисы 14 имеет винтовые зубья, которые находятся в зацепле-
нии с винтовыми зубьями сектора 13. На оси 9 сектора закреплен рыча-
жок 8, несущий центральный алмаз. Ползуны 7, 10 и рычажок 8 делают
один двойной ход за один оборот червячного колеса 3'.
Кулисный механизм обеспечивает получение замедленной скорости
движения алмазов в начале (и в конце) хода, что предотвращает скалыва-
ние острой вершины круга при правке.
Электродвигатель приспособления автоматически останавливается
после одного двойного хода.
376
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
При нажатии на специальную кнопку происходит (от гидравлики!
подача правильного прибора на шлифовальный круг и шлифовальной
бабки на шлифуемую деталь. Величины этих подач строго одинаковы
и могут регулироваться в пределах 0,01—0,04 мм (см. фиг. II, 42, пс
Б—Б). Это позволяет получать точно заданный диаметр шлифуемого
изделия.
При правке шлифовальный круг вращается с числом оборотов в 2 раза
меньшим, чем при шлифовании резьбы.
§ 3. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5822
Назначение и особенности конструкции станка. Станок (фиг. II, 451
предназначен для выполнения основных резьбошлифовальных операций
в инструментальных цехах машиностроительных заводов: шлифования
цилиндрических и конических резьбовых калибров, точных винтов и чер-
вяков; затылования метчиков, мелкомодульных червячных фрез и фрез
Фиг. II, 45. Универсальный резьбошлифовальный станок мод. 5822:
1 — рукоятка пуска, реверсирования и останова стола и шпинделя изделия; 2 — станина; 3 — пульты
кнопочного управления электродвигателями; 4 — передняя бабка; 5 — гитары для настройки шага
резьбы и дифференциала (под крышкой); 6 — рукоятка включения затыловочного движения; 7 — ру-
коятка включения хода стола (звено увеличения шага резьбы); 8 — тахометр числа оборотов изделия;
9 — гитара затылования (под крышкой); 10 — винты с лимбом для коррекции шага резьбы; 11 — винт
с лимбом для ввода круга в нитку шлифуемой резьбы; 12 — кран трубопровода охлаждающей жидко-
сти; 13 — кулачки для автоматического останова стола при врезном шлифовании (под крышкой).
/4 — рукоятка быстрого отвода и подвода шлифовальной бабки; 15 — маховичок поперечной подачи;
16 — лимб точной поперечной подачи; 17 — рукоятка зажима механизма ввода круга в нитку шли-
фуемой резьбы.
резьбовых; шлифования роликов для накатывания многониточных резьбо-
шлифовальных кругов, круглых резцов-гребенок, дисковых фасонных
кругов, плоских плашек для резьбонарезных головок, плоских резьбо-
накатных плашек, точных зубчатых реек и т. д.
Резьбы на этом станке можно шлифовать тремя методами:
1) Однониточным и многониточным шлифовальными кругами в одну
сторону с автоматическим остановом стола в конце хода и быстрым обрат-
ным перемещением его.
2) Однониточным и многониточным шлифовальными кругами в обе
стороны:
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5822
377
а)	за один проход, с автоматическим или ручным остановом стола
в конце хода; при этом первое изделие шлифуется при перемещении стола
вправо, второе — влево, третье — вправо и т. д.;
б)	за несколько проходов вправо и влево, с автоматическим реверси-
рованием стола в конце каждого хода.
3)	Многониточным шлифовальным кругом способом врезания, с авто-
матической подачей на полную глубину или на часть ее (шлифование
за один или несколько оборотов изделия).
При шлифовании по первому методу производится быстрый подвод
круга к заготовке, пуск привода изделия и насоса охлаждения. По окон-
чании рабочего прохода стол автоматически останавливается от упоров.
Поворотом рукояток (фиг. II, 45) быстро отводят шлифовальный круг
от изделия, включают звено увеличения шага (для быстрого перемещения)
и производят реверсирование стола с последующим автоматическим оста-
новом его в конечном положении.
При шлифовании в обе стороны в конце каждого хода стол автомати-
чески реверсируется переключением от упоров на обратное вращение
электродвигателя.
Врезное шлифование применяют для изделий, у которых длина резьбы
не превосходит 36 мм (при ширине круга 40 мм).
На станке можно шлифовать резьбы 1 и 2-го классов. Затылуют при
ходе стола в одну сторону. После рабочего прохода круг отводят и вклю-
чают быстрый обратный ход стола.
Отличительные особенности станка мод. 5822 заключаются в следую-
щем:
1.	Для вращения шпинделя передней бабки применен бесступенчато
регулируемый электродвигатель постоянного тока, питаемый от электро-
машинного усилителя (ЭМУ) с широким диапазоном регулирования.
2.	Число оборотов шпинделя шлифовальной бабки изменяется при
помощи сменных шкивов, что значительно упрощает конструкцию и позво-
ляет поддерживать постоянную — в определенных пределах — окруж-
ную скорость шлифовального круга, несмотря на его износ и связанное
с этим уменьшение диаметра.
3.	Имеется дифференциал, при помощи которого можно затыловать
изделие со спиральными канавками, обеспечивая высокую точность.
4.	Все поперечные перемещения шлифовальной бабки осуществляются
механизмами без применения гидравлики и с перемещением лишь по
направляющим качения (без поворота корпуса бабки).
Ниже приведены данные^ станка мод. 5822.
Краткая техническая
Высота центров в мм............ 100
Наибольшее расстояние между цен-
трами в мм................... 500
Диаметр резьбы, шлифуемой кру-
гом, в мм:
однониточным.............. 2—150
многониточным............. 4—120
Шаг шлифуемой резьбы в мм:
остроугольной:
однониточным кругом .... 0,25—24
многониточным кругом . . .	1—4
трапецеидальной........... 2—24
Число заходов шлифуемых резьб 1; 2; 3; 4;
6; 8;12; 24
характеристика станка
Число оборотов шлифовального
круга в минуту (регулирует-
ся бесступенчато)............ 1440—2660
Число оборотов заготовки в ми-
нуту:
рабочее.................0,3—45
быстрое (ускоренное) ...	100
Достигаемая точность резьбы
в мм (шлифование однониточ-
ным кругом) шага резьбы
(для шагов до 8 мм):
на длине 25 мм............. ±0,003
на длине 400 мм ....	±0,008
среднего диаметра............. ±0,003
половина угла профиля ...	±5'
378
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Кинематическая схема и конструкция механизмов станка. Все основные
узлы станка (фиг. II, 45) смонтированы на жесткой чугунной станине.
На передней части станины расположены органы управления станком.
Шлифовальная бабка и стол перемещаются по направляющим качения,
что способствует более высокой чувствительности системы.
Привод шпинделя изделия и стола (фиг. II, 46)
осуществляется от электродвигателя (N = 0,45 кет, п = 1430 об/мин),
установленного на крышке передней бабки и питаемого от электромашин-
Т>	0 78
кого усилителя. Вращение через клиноременную передачу и чер-
к) 1 * &
2
вячную пару передается блоку зубчатых колес и через механизм 14
компенсации зазоров — шпинделю изделия. От блока через зубчатые
колеса -gg- или и сменные зубчатые колеса гитары 13 настройки
шага вращение сообщается ходовому винту.
При шлифовании резьб с шагом, не превышающим 8 мм, стол приво-
дится в движение через зубчатую передачу Для шлифования резьб
крупного шага и для быстрого обратного хода стола используется звено
четырехкратного увеличения ч шага 11 It =
Наличие на шпинделе механизма 14 компенсации мертвых ходов позво-
ляет шлифовать резьбу в обоих направлениях.
Настройка на шаг шлифуемой резьбы производится сменными зубча-
тыми колесами. Коррекционная линейка позволяет увеличивать или
уменьшать шаг шлифуемой резьбы в пределах ±0,2%. Например, при
шлифовании червячных фрез для нарезания цилиндрических зубчатых
колес шаг по оси является величиной дробной и зависит от угла подъема
нитки; в этом случае при настройке на шаг только сменными зубчатыми
колесами нельзя получить необходимой точности, и поэтому пользуются
еще и коррекционной линейкой. Ходовой винт с механизмом коррекции
шага шлифуемой резьбы смонтирован в нижней части станины. Гайка
(фиг. II, 46) своей наружной резьбой ввинчена в корпус, который связан
со станиной. Перед шлифованием, вращая винт с лимбом (// на фиг. II, 45
или 9 на фиг. II, 46), перемещают корпус с ходовой гайкой, а следо-
вательно, ходовой винт и стол с изделием относительно станины, дости-
гая совмещения шлифовального круга с ниткой шлифуемой резьбы.
Привод механизма затылования и врезного шлифо-
вания производится следующим образом. От вала I привода шпин-
30
деля заготовки (фиг. II, 46) через зубчатые колеса -^g- и дифференциал
с передаточным отношением -у- вращение передается валу //, а с него
20
через сменные колеса гитары затылования 10, зубчатые колеса-йтг, вал III,
35	26	А
коническую передачу -gg- и цилиндрические колеса ут- вращение сооб-
щается валу IV. На этом валу закрепляют сменный кулачок 3 затылова-
ния или кулачок для подачи шлифовального круга на врезание. Кон-
струкция механизма дает возможность получать следующие перемещения
шлифовальной бабки в направлении, перпендикулярном к оси заготовки:
1) перемещение от руки: а) с небольшой скоростью для первоначаль-
ной настройки в зависимости от размеров изделия и шлифовального круга;
п
*Т^М=4,5квт
Им п = 1440ов/мин
^260
26
18
Фиг. II, 46. Кинематическая
схема резьбошлифовального
станка мод. 5822:
1 — рукоятка с лимбом для ми-
кронной подачи; 2 — рукоятка
быстрого отвода; 3 — кулачок
подачи (затылования или врез-
ного шлифования); 4 — рычаг
с ползушкой, имеющей регули-
руемую опору; 5 — винт отклю-
чения конусного шлифования;
6 — рычаг конусного шлифова-
z36
N=0,45 кВт
П~1430о&/гшн
пнаип^12о5/нин
nHaaff=4000of/MUH	0172
N- 0,05 кВт
п~139Оо&/мин
Z50
'118
Однозаходный
z96
14
13
12
Двух доходный
Стол
Алмазы
50
Автоматическое правящее
устройство
1хЛ^1{6леб

Двухзаходный лев
2 45
2 32
Коррекционная линейка

1^г*2*4мН
219 z25 2 36
к20
1*3 лев
21
22
23
24
z42 z54
224
\¥Четырехза-
W ходный'лев'
2 100
№0,05 кВт
z35]\z25 !п-1390о6/мин
Б Tjp-747 Однозаход-
z35
z~53
z71 к
Одноза-
‘ ходный
230
Z25
Микропереключатель
окончания цикла
ния; 7 — линейка конусного шлифования (сменная); 8 — ползушка с регулируемой опорой; 9 — винт с лимбом для совмещения круга
с ниткой шлифуемой резьбы; 10 — сменные колеса гитары затылования; 11 — звено четырехкратного увеличения шага; 12 — сменные ко-
леса гитары дифференциала; 13 — сменные колеса гитары шага; 14 — компенсатор зазоров в цепи шпиндель — ходовой винт; 15 — поводки
шпинделя; 16 — поводок блока зубчатых колес; 17 — пружина отвода шлифовальной бабки; 18 — гайка шлифовальной бабки; 19 — кулис-
ный механизм; 20 — кулачки для останова стола в крайних положениях; 21 — винт поперечной подачи; 22 — гайка поперечной подачи;
23 — рычаг автоматического перемещения; 24 — торцовый кулачок; 25 — маховичок для перемещения шлифовальной бабки 26.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5822
380
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
б) быстрый отвод и подвод круга на определенную величину; в) мелкие
(микронные) подачи круга для получения точного размера изделия;
2) автоматические перемещения: а) подача при врезном шлифовании:
б) при шлифовании профилей с затылованием; в) при шлифовании ко-
нических резьб.
Перемещения шлифовальной бабки с небольшой
скоростью производятся вращением маховичка 25 (фиг. 11,46):
24
при этом через зубчатые колеса получает вращение гайка 22. Винт 21
поперечной подачи выполнен за одно целое с валом, который через хому-
тик со скользящей шпонкой связан с кронштейном, закрепленным на
станине.
На другом конце вала также нарезана резьба. Эта резьба ввернута
в гайку 18, прикрепленную к корпусу шлифовальной бабки. Следова-
тельно, при вращении маховичка 25 винт 21, не имея возможности вра-
щаться, будет перемещаться вдоль своей оси, перемещая при этом шлифо-
вальную бабку.
Для точного отсчета перемещения имеется лимб; при повороте махо-
вичка 25 на одно деление шлифовальная бабка переместится на 0,005 мм.
При шлифовании партии изделий работают с подачей круга до
упора.
Быстрый отвод и подвод круга производится по-
воротом рукоятки 2 (фиг. II, 46) быстрого отвода; при этом зубчатое
колесо z = 54 вращает широкое зубчатое колесо г = 42, зубья которого
нарезаны на корпусе торцового кулачка 24. Кулачок 24 посажен на
гайку 22 и при повороте рукоятки 2 его кривая находится в контакте
с роликами рычага 23. Ролики в этом случае являются для кулачка 24
упорами, от которых он отталкивается, перемещая вместе с винтом 21
шлифовальную бабку. Этот контакт поддерживается пружиной 17, кото-
рая служит для отвода шлифовальной бабки. Наибольшая величина пере-
мещения при быстром отводе равна 6 мм.
Точная микронная подача шлифовальной бабки про-
изводится посредством механизма движения при медленных перемеще-
ниях. В этом случае вращают рукоятку 1 микронной подачи и через
червяк и червячное колесо (^i = которое в этом случае скрепляется
с маховичком 25, передают вращение гайке 22. Лимб рукоятки микронной
подачи имеет 50 делений.
При повороте на одно деление шлифовальная бабка получает подачу
0,0025 мм, а на полный оборот 0,125 мм.
Поперечное перемещение шлифовальной бабки при шлифовании про-
филей с затылованием (затыловочное движение), при врезном шлифова-
нии, а также при шлифовании конических резьб осуществляется автома-
тически осевым перемещением кулачка 24, как и при быстром отводе
вручную.
Автоматическая поперечная подача при врезном шлифова-
нии осуществляется от кулачка 3, сидящего на валу IV (фиг. II, 46),
который получает вращение от вала / привода шпинделя через гитару
затылования 10. Винт 5 в этом случае ввернут, чтобы создать опору для
рычага 4. В этом случае линейка конусного шлифования снята. При вра-
щении кулачка 3 через ролик, рычаг 4 и ползушку 8 будет поворачиваться
рычаг 23 и воздействием ролика на торцовый кулачок 24 осуществлять
поперечную подачу.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5822
381
При настройке на заданную глубину прохода ползушка 8 с регулируе-
мой опорой перемещается по рычагу 4 и устанавливается на соответствую-
щее деление по шкале. Для шлифования профилей с затыло-
ванием вместо кулачка 3 для врезного шлифования устанавливают
кулачок затылования. К станку прилагаются два сменных кулачка:
первый —для величины затылования от 0,02 до 0,3 мм (для метчиков),
второй — для величины затылования от 0,3 до 4 мм (для фрез). Про-
фили с затылованием шлифуются с рабочим ходом стола в одну сторону.
Изделия с многозаходной резьбой можно затыловать на станке лишь
при условии кратности числа канавок числу заходов резьбы. Деление
на заходы производится с помощью делительного патрона.
При затыловании изделий со спиральными канавками в гитаре диффе-
ренциала 12 устанавливают сменные зубчатые колеса, которые через
2
червячную передачу и конические зубчатые колеса сообщают допол-
нительное вращение Т-образному валу, а следовательно и валу II, про-
должением которого он является.
Для шлифования конических резьб в пазу стола укрепляют
одну из сменных копирных линеек 7. Винт 5 вывертывается до отказа.
При перемещении стола шток, соприкасающийся своими роликами
с линейкой 7, а другим концом упирающийся в одно из плеч рычага 6,
производит поворот рычажной системы и осевое перемещение гайки 22,
Наибольшая конусность шлифуемых резьб 1 : 5. Таким образом, шли-
фование конических резьб осуществляется при продольном перемещении
стола с изделием и поперечной подачи шлифовальной бабки.
Механизм подачи приборов правки круга
и подачи компенсации приводится от электродвигателя
N = 0,05 квту п = 1390 об/мин (фиг. II, 46).
Подача салазок правящих устройств осуществляется от винта с шагом
t = 1 мм. Винт получает вращение от электродвигателя через зубчатые
колеса червячную передачу кулисный механизм 19, зубчатые
22	19 г-г
колеса -^-у храповой механизм и зубчатые колеса . Подача салазок
является дозированной и выключается после одного двойного хода кулисы
и одного рабочего хода собачки храповика. Величина подачи определяется
числом зубьев храповика, захватываемых собачкой.
Одновременно от винта через систему зубчатых колес (t = -ggj вра-
щение передается на гайку 18 у' вследствие чего осуществляется компенси-
рующая подача шлифовальной бабки.
Перемещение алмазов производится от электродвигателя
N == 0,05 квту п = 1390 об/мин. Рабочее возвратно-качательное движе-
ние сообщается алмазам через сменные зубчатые колеса, червячные пары
и кулисный механизм и систему рычагов. Сменными зубчатыми
колесами регулируется скорость перемещения алмазов.
Настройка станка (фиг. 11,46)
1. Настройка на шаг шлифуемой резьбы
Расчетные перемещения:
1 об. заготовки -> tpy
где tp — шаг шлифуемой резьбы.
382
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Соответствующее расчетное уравнение
1	~ tpi
60	.
где z0 = — = 1 — для нормального шага и
96	,
z° “ *24" = 4 — для Увеличенного шага;
ix — передаточное отношение сменных колес для настройки на шаг
шлифуемой резьбы (поз. 13 на фиг. II, 46);
/ I"
t = -g----шаг ходового винта.
Отсюда
. ___ 6 1р _________ 30 ip
tx ~ 25,4 ‘ V ~ WTT’
2. Настройка коррекционной линейки. В случае, если при помощи
сменных зубчатых колес нельзя точно подобрать передаточное отноше-
ние а также при необходимости компенсировать накопленную ошибку
шага шлифуемой резьбы или ходового винта, прибегают к настройке
коррекционной линейки.
Конструкция коррекционной линейки с установкой угла по лимбу
для резьбошлифовального станка мод. 5822 показана на фиг. II, 47.
С целью увеличения коррекции дополнительное перемещение стола
от линейки осуществляется через дифференциальную гайку, при этом угол
наклона линейки
о __	______2nR
L ^х. в + ^диф. г
где	AL — дополнительное перемещение стола вследствие наклона
линейки в мм;
L — длина нарезаемой резьбы в мм;
УНИВЕРСАЛЬН ЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬН ЫЙ СТАНОК МОД. 5822
383
г
tXtS = -----шаг ходового винта (резьба левая);
^диф, г = 2 X 4 мм — шаг дифференциальной гайки (резьба
правая двухзаходная);
R = 62 мм — длина плеча рычага поворота гайки.
Для установки линейки на угол [J поворачивают лимб на необходимое
количество делений
следовательно,
к1 9
где te = 1,5 мм — шаг винта лимба;
к = 14 — количество делений лимба;
I = 160 мм — расстояние от оси поворота линейки до оси винта
лимба.
Из обоих выражений для tg следует
AL 2л/?	_ teKj
L ^х. в "Ь ^диф. г к1 *
откуда
AL __ Kite . tx, в ^диф. г
L к1 2л/?
Величина исправляемой накопленной ошибки шага на длине L ==
= 100 мм при повороте лимба на одно деление (кг = I)
Л Г _ Т	«4 ^диф. г
*	Ь к! 2^
Подставляя сюда соответствующие значения, получим
25.4
15	'£Г’+4’2
AL = 100 •	--о,ОО2 мм = 2 мк.
14*1Ь0	2л *62
3. Настройка гитары затылования, а) При затыловании инструмента
с прямыми канавками расчетные перемещения:
1 об. заготовки z об. кулачка,
где z — число затылуемых зубьев инструмента.
Расчетное уравнение цепи
. 36 28 /	. 20 35 26 __
1 * 2 ’ 42 ’ 1ди$' * 20 ‘ 35 ’ 26 “ Z’
где iy — передаточное отношение зубчатых колес гитары затылования
(позиция 10 на фиг. II, 46).
Подставив значение 1диф = (движение на Т-образный валик),
получим
1У 6
б) При шлифовании затылованных инструментов с винтовыми канав-
ками шлифовальной бабке сообщается, помимо основного, дополнительное
возвратно-поступательное движение через гитару дифференциала и диф-
ференциал.
И-ZI
6-6
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиг. II, 48а. Шлифовальная £абка станка мод. 5822:
1 — корпус бабки; 2 — рукоятка крепления кронштейна 3; 4 — винт регулирования натяжения ремня; 5 — подмоторная плита; 6 — ведо-
мый шкив; 7 — болты для крепления плиты 5; 8 — червяк; 9 — червячный сектор для поворота кронштейна 3 на угол поворота шлифоваль-
ного круга; 10 — маховичок для поворота кронштейна 3; 11 — эксцентрические валики; 12 — сухари для прижима кронштейна к корпусу
бабки.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5822	385
I
За один оборот заготовки дополнительное движение определяется
расчетными перемещениями
1	ztp *
<	1 об. заготовки~— об. кулачка,
'	* в. к
где Твф к — шаг винтовой канавки.
Расчетное уравнение в этом случае
...	2 .	. 20 35 26 __ &р
1 * 1гу' ’ 30 ‘ 1диФ' 1У' 20 * 35 * 26 ~ Тв, к *
где iy> — передаточное отношение зубчатых колес гитары дифференциала
(позиция 12 на фиг. II, 46).
Отсюда
^диф^уТ в. к
Подставляя значения iy =	, 1диф = (движение на Т-образный
валик), получим
15zfp _ 180*р
*yZ . т 1 z	к
Конструкция шлифовальной бабки (фиг. II, 48 а). Шлифовальный
круг на угол подъема шлифуемой резьбы устанавливается поворотом
корпуса шлифовального шпинделя так же, как в станке мод. 5Б82.
1 2 3 Ь 5	6
Фиг. II, 486. Шпиндель шлифовального круга станка мод. 5822.
Шпиндель 1 (фиг. II, 486) вращается в двух тонкостенных биметалли-
ческих подшипниках 3. Шейка шпинделя в подшипниках охватывается
25 Ачеркан 159
386
РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
тремя расположенными под углом 120° и выступающими по всей длине
конической поверхности вкладышей площадками, которые образуются
при затягивании гаек 6. Смазываются подшипники принудительно от
шестеренного насоса. Смазочная жидкость в подшипники шпинделя по-
дается до начала его вращения; это обеспечивает жидкостное трение не
только во время работы, но и в период его разгона. В случае, если подача
смазки по какой-либо причине прекратится, электродвигатель привода
шлифовального круга автоматически отключается. Для смазки подшип-
ников шпинделя применяется керосин с небольшой примесью (10—15%)
масла.
Подшипники 3 наружной конусной поверхностью вставлены в конус-
ные расточки стаканов 4, запрессованных в корпус 5. В осевом направ-
лении шпиндель поджимается своим буртом к упорному кольцу 2. Торцо-
вые поверхности бурта шпинделя и фланца строго перпендикулярны к оси
шпинделя и тщательно притерты. Применение одностороннего поджима
пружинами 8 через шарикоподшипники 7 допустимо в данной конструк-
ции потому, что при шлифовании на этих станках действующие на шпин-
дель^силы незначительны.
Приспособления станка
Станок снабжается несколькими приспособлениями с устройствами:
для правки дискового круга, для накатывания многониточного круга,
для фасонной правки. Съемное внутришлифовальное приспособление
применяют для шлифования внутренних резьб, а также для затылования
червячных и резьбовых фрез, у которых выполнить эту операцию большим
кругом нельзя.
Точные зубчатые рейки, зуборезные гребенки и плоские плашки
(накатные и к резьбонарезным головкам) шлифуют при помощи плоско-
шлифовального приспособления.
Для контроля профиля круга и шлифуемой резьбы и для облегчения
ввода круга в нитку мелких резьб служит съемный резьбопрофильный
микроскоп. Для проверки шага шлифуемой резьбы непосредственно на
станке имеется оптическое делительное устройство, состоящее из пре-
цизионной линейной стеклянной шкалы и спирального микроскопа.
На станке можно шлифовать архимедовые, конволютные и эвольвент-
ные червяки.
Для коррекции профиля круга при шлифовании червяков применяется
съемное универсальное устройство.
Во всех приводах станка, кроме привода передней бабки, применены
асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Электро-
двигатель передней бабки имеет бесступенчатое регулирование чисел
оборотов в диапазоне 12—1800 в минуту (при постоянном моменте) и для
быстрого хода — 4000 об/мин.
Электрическая схема управления станком предусматривает три ре-
жима работы: наладочный; с ручным управлением; по полуавтоматиче-
скому циклу.
ГЛАВА VI
РЕЗЬБОНАКАТНЫЕ СТАНКИ
Фиг. 11,49. Схемы дви-
жений при накатыва-
нии резьбы.
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Накатанная резьба, в отличие от нарезанной, вследствие уплотнения
ее поверхности отличается большей прочностью и износостойкостью.
Резьбонакатные станки очень производительны и применяются для
изготовления всевозможных резьб как на целых (сплошного сечения),
так и на полых деталях из материалов, обладающих достаточной пластич-
ностью.
Резьбонакатные станки можно подразделить на три основные группы —
станки, инструментом которых являются: плоские плашки; круглые
резьбовые ролики; резьбовой ролик и дуговая
плашка.
В Московском станкоинструментальном инсти-
туте был разработан и внедрен в производство
резьбонакатной автомат непрерывного действия
с применением резьбового ролика и кольцевой
плашки.
На станках с плоскими резьбовыми плашками
(фиг. II, 49, а) осуществляется возвратно-поступа-
тельное движение одной из плашек относительно
другой, неподвижной. Длина хода подвижной плашки
зависит от диаметра накатываемой резьбы, так как
за один двойной ход подвижной плашки происходит
один полный оборот заготовки и образование пол-
ного профиля резьбы.
На станках с круглыми резьбовыми роликами
(фиг. И, 49, б) совершаются следующие движения
при накатывании резьбы: принудительное враще-
ние обоих роликов в одном направлении и поперечное перемещение
одного из роликов (быстрый подвод, рабочая подача и отвод). Полный
цикл образования резьбы на заготовке, включая калибрование резьбы,
происходит за один поперечный ход подвижного ролика. Образование
полного профиля резьбы заканчивается за несколько оборотов заготовки.
Метод накатывания круглыми резьбовыми роликами получил широкое
применение в инструментальном производстве, особенно при накатывании
резьбы на метчиках.
Средний диаметр резьбы ролика
f-^cp ftd-cp,
где dcp — средний диаметр резьбы накатанного изделия;
а — число заходов резьбы ролика.
25*
388
РЕЗЬБОНАКАТНЫЕ СТАНКИ
Правая резьба накатывается роликами с левой резьбой.
В станках, на которых резьбы накатываются при помощи резьбового
ролика и дуговой плашки (фиг. II, 49, в), рабочее — вращательное —
движение получает лишь ролик. Полный цикл накатывания резьбы
происходит за время прохода заготовки между роликом и плашкой;
при этом заготовка совер-
шает несколько оборотов
вокруг своей оси. Станки
этого типа находят ограни-
ченное применение вслед-
ствие высокой стоимости
инструмента.
Способ накатывания
резьбы с применением
резьбового ролика и коль-
цевой плашки (фиг. II, 50)
дает возможность накаты-
вать резьбу непрерывным
процессом; этим он выгодно
отличается от предыдущего
способа. К тому же изго-
товление кольцевой плаш-
ки проще, чем дуговой (по
фиг. II, 49, в), так как нет
необходимости делать спе-
Зона загрузки
Фиг. II, 50. Схема накатывания резьбы с примене-
нием резьбового ролика и кольцевой плашки:
Dp — диаметр ролика; DK — диаметр плашки; е — эксцен-
трицитет.
циальную заборную часть.
Заготовки поступают в более широкое место зоны между роликом и
плашкой. Резьба накатывается при постепенном перемещении (прокаты-
вании) заготовки между роликом и плашкой, как это видно из схемы
(фиг. II, 50).
§ 2. РЕЗЬБОНАКАТНОЙ СТАНОК МОД. 5А935
Назначение станка. Резьбонакатной станок мод. 5А935 (фиг. II, 51)
предназначен для накатывания круглыми накатными роликами резьбы
на заготовках метчиков с шагом 1,25—3 мм при наименьшем диаметре
изделия 8 мм, наибольшем 60 мм.
Максимально допустимое усилие при накатывании 100 000 к; это
дает возможность накатывать резьбы длиной 65 мм при шаге 3 мм и
длиной до 120 мм при шаге 1,25 мм.
Конструктивные особенности и гидрокинематическая схема станка.
В процессе работы станка происходят:
1)	вращение накатных роликов, закрепленных на концах шпинделей
подвижной и неподвижной головок;
2)	подвод подвижной головки к заготовке с регулируемой ско-
ростью;
3)	врезание накатного ролика;
4)	выдержка (без подачи), во время которой происходит калибрование
резьбы; продолжительность калибрования регулируется настройкой реле
времени;
5)	быстрый отвод подвижной головки до жесткого упора.
На станке возможна работа при трех режимах: наладочном, полу-
автоматическом и автоматическом.
РЕЗЬБОНАКАТНОЙ СТАНОК МОД. 5А935
389
Шпиндели приводятся через коробку скоростей, приводной вал
которой получает вращение от электродвигателя (N ~ 4,5 кет, п =
= 1440 об/мин) через клиноременную передачу (фиг. II, 52).
Два подвижных блока 21, 22 (фиг. II, 52 и 53) зубчатых колес, пере-
мещающиеся по валу II, входят в зацепление с соответствующими зуб-
чатыми колесами, закрепленными на валу I. Это позволяет сообщать при-
водному зубчатому колесу 20 четыре различных числа оборотов.
Фиг. II, 51. Резьбонакатной станок мод. 5А935:
1 — станина; 2 — электрооборудование; 3 — переключатель освещения; 4 — кнопка «Пуск» подачи
подвижной головки; 5 — кнопка «Стоп» подачи подвижной головки; 6 — переключатель циклов;
7 — сигнальная лампа «Станок включен»; 8 — кнопка «Пуск» гидравлического привода; 9 — кнопка
«Пуск» шпинделей; 10 — кнопка «Все стоп»; 11 — винт установки параллельности шпинделей;
12 — стойка; 13 — регулировка высоты ножа; 14 — неподвижная головка; 15 — кран охлаждения;
16 — подвижная головка; 17 — кулачок автоматического цикла; 18 — стойка с цилиндром; 19 —
рукоятка включения планетарного механизма; 20 — настройка рабочего давления; 21 — гидравли-
ческий привод; 22 — механизм регулирования длины рабочего хода; 23 — маховичок установки
подвижной головки; 24 — рукоятка поворота шпинделей при наладке; 25 — очистка фильтра;
26 — настройка скорости подвода подвижной головки; 27 — переключение числа оборотов шпинде-
лей; 28 — охлаждение; 29 — ограждение; 30 — стопор винта; 31 — относительная установка шпин-
делей по оси; 32 — торможение одного из приводных валиков; 33 — редуктор шпинделей; 34 — на-
стройка реле давления; 35 —.настройка реле времени; 36 — вводной выключатель.
На валу III свободно сидят зубчатые колеса 16, 17. Зубчатое колесо 17,
являясь промежуточным, находится в зацеплении с колесами 12 и 20
и передает вращение приводному валу V шпинделя неподвижной головки.
Вращение зубчатому колесу 16, свободно сидящему на валу III, пере-
дается от колеса 17 через диски трения 2, 3 (фиг. II, 53). Диск трения 2
соединен с валом III шпонкой, а диск 3 — с помощью цилиндрического
штифта 4, запрессованного в его ступицу и входящего в выфрезерованный
паз вала III. Тарельчатая пружина 5 через перемещающийся диск трения 3
поджимает зубчатые колеса 16, 17 через распорное кольцо 1 к неподвиж-
ному диску 2 трения.
Пружина 5 регулируется гайкой 6 с целью обеспечить передачу зуб-
чатыми колесами 16, 17 необходимого крутящего момента. Зубчатое
390
РЕЗЬБОНАКАТНЫЕ СТАНКИ
колесо 16 сцеплено с зубчатым колесом 13, сидящим на приводном валу IV
подвижной головки.
От привозных валов IV и V (фиг. II, 52) через упругие муфты 10, 11,
соединительные валы 6, 9, упругие муфты 3, 7 (фиг. II, 52), 23 (фиг. II, 53),
червячные передачи 2, 1 и 4, 5 (фиг. II, 52) вращение передается шпин-
делям VI и VII неподвижной и подвижной бабок.
Упругие муфты компенсируют неточность установки узлов относи-
тельно друг друга и в том числе поворот неподвижной головки для вы-
верки положения осей шпинделей.
Соединительный вал 9 (фиг. II, 52) имеет зубчатый (шлицевый) уча-
сток, который подвижно соединен с втулкой 8 и поэтому не препятствует
перемещению подвижной головки.
Для того чтобы обеспечить необходимое расположение вершин и
впадин роликов, в зависимости от числа заходов, надо один ролик по-
вернуть относительно другого. Для этого в механизме привода преду-
смотрена планетарная передача.
Центральное зубчатое колесо 15 (фиг. II, 52 и 53) планетарной пере-
дачи закреплено на валу III и находится в зацеплении с сателлитным
Фиг. II, 53. Редуктор привода шпинделей резьбонакатного станка мод. 5А935.
РЕЗЬБОНАКАТНОЙ СТАНОК МОД. 5А935
392
РЕЗЬБОНАКАТНЫЕ СТАНКИ
колесом 14, которое, в свою очередь, зацепляется с внутренними зубьями
колеса 17; ось 8 сателлита (фиг. II, 53) закреплена в колесе 16
(фиг. II, 52 и 53).
Для осуществления относительного поворота роликов необходим отно-
сительный поворот зубчатых колес 16, 17. Для этого рукояткой 31
(фиг. II, 53) поворачивают эксцентрик 26, вследствие чего перемещается
валик 25 и, сжимая пружину 24, сцепляется торцовыми зубьями с ва-
лом III. Одновременно при перемещении валика 25 он торцом выточки
нажимает на толкатель 7, расположенный в отверстии вала III, и через
штифт 4 отжимает диск 3 трения, сжимая тарельчатую пружину 5.
Для поворота одного из зубчатых колес другое должно быть затормо-
жено. Для этого рукоятка 10 ставится в соответствующее (левое или пра-
вое) положение (фиг. II, 53, разрезы ГГ и ВВ); при этом вырез полу-
муфты 11, сидящей на приводном валу IV или V, упирается в упор 28,
ввернутый в рукоятку 10.
От маховичка 32 (фиг. II, 53) вращение через конические зубчатые
колеса 19, 18 (фиг. II, 52 и 53) передается валу III и центральному ко-
лесу 15 планетарной передачи.
Если заторможено колесо 17, то сателлитное колесо 14, обегая по
внутренним зубьям колеса 17, будет поворачивать зубчатое колесо 16
/.	27 \
V = 100Г а слеД°вательно» и шпиндель подвижной головки с закреп-
ленным на нем роликом.
Если затормозить колесо 16, то сателлит 14 будет являться промежу-
/.	22 \
точным колесом в передаче с внутренним зацеплением It — -gy ), и относи-
тельный поворот будет совершать зубчатое колесо 17, а следовательно,
и ролик, закрепленный на шпинделе неподвижной головки.
После установки и выверки относительного положения роликов ру-
коятка 31 (фиг. II, 53) вновь ставится в положение, когда эксцентрик
дает возможность пружине 24 разъединить валики 25 и III, а тарельчатой
пружине 5 — вновь прижать диски трения 23 к зубчатым колесам 16, 17.
На рукоятке 10 закреплен упор 9, который в момент наладки воздей-
ствует на конечный выключатель и отключает станок от сети.
Для перемещения двойных блоков зубчатых колес применен плоский
кулачок 27 с закрытым пазом; его вращение осуществляется от махо-
вичка 29, который выведен на переднюю стенку станка.
В зависимости от положения двойных блоков (фиг. II, 53) число
оборотов шпинделей могут быть: 25,5; 39; 63 и 100 об/мин. Эти значения
выбиты на ступице маховичка 29 и читаются через вырез в указателе 30.
При помощи гидравлики в станке обеспечивается подвод подвижной
головки с регулируемой скоростью, вдавливание накатного ролика в заго-
товку и выдержку подвижной головки на упоре для калибрования резьбы.
От электродвигателя (ДО = \,7 кет, п = 970 об/мин) приводится во
вращение лопастной насос 35 (фиг. II, 52) с максимальным давлением р =
= 65 бар и производительностью Q == 12 л/мин, который засасывает
масло из бака 36.
Напорный золотник 34 настраивается на заданное давление. Масло
из золотника 34 через фильтр тонкой очистки 33 поступает в центральную
проточку реверсивного золотника 30. Управление реверсивным золотни-
ком производится от четырехходового золотника 32, управляемого элек-
тромагнитом 31. При выключенном электромагните масло через централь-
ную проточку реверсивного золотника поступает в дроссель 29, который
РЕЗЬБОНАКАТНОЙ СТАНОК МОД. 5А935
393
связан трубопроводом с рабочими полостями цилиндров и реле давле-
ния 26.
При перемещении подвижной головки влево кулачок 28 освобождает
конечный выключатель 27. При соприкосновении накатных роликов
с заготовкой давление в системе повышается, и включается реле давле-
ния 26. Реле давления включает моторное реле времени.
Перемещение подвижной головки ограничивается жестким упором,
после чего происходит калибрование резьбы. Реле времени заранее отрегу-
лировано. По истечении установленного периода обесточивается катушка
электромагнита 31, и под действием пружины перемещается золотник
управления 32 «Вверх». При этом реверсивный золотник переместится
«Вниз». Масло из рабочих полостей гидроцилиндра через проточки ревер-
сивного золотника будет сливаться в бак.
Происходит отвод головки в исходное положение под действием пру-
жины 25. С правой стороны штанги упора закреплен маховичок 23 и имеется
дифференциальный винт 24, при помощи которого регулируют положение
головки и величину рабочего хода в зависимости от диаметра накатывае-
мой резьбы.
При работе с автоматическим циклом переключатель циклов устанав-
ливается в положение «Автомат». В отведенном положении подвижной
головки кулачок 28 вновь воздействует на конечный выключатель 27,
вследствие чего включается электромагнит 31, и цикл повторяется.
Для работы по полуавтоматическому циклу переключатель устанав-
ливают в положение «Полуавтомат». В этом случае подвижная головка,
совершив один цикл, останавливается в исходном положении. При нажа-
тии кнопки цикл повторяется.
При наладочном режиме включение и выключение электромагнита 31
производится лишь при нажатии на кнопки «Пуск» и «Стоп».
Предусмотрена возможность установки на станке автоматического
загрузочного устройства, что позволяет встраивать его в автоматические
линии.
ГЛАВА VII
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Для шлифования зуборезных долбяков, шеверов и эталонных зубча-
тых колес в инструментальном производстве применяются специальные
прецизионные станки, работающие по методу обката (огибания) с помощью
эвол ьвентного копира.
В Советском Союзе созданы такие станки, на которых зубья долбяков
шлифуются червячным абразивным кругом.
§ 1. ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5893
В производстве зуборезных долбяков, эталонных зубчатых колес,
а также шеверов наиболее важной и самой сложной операцией является
шлифование профиля зубьев.
Эвольвентный профиль зубьев долбяков шлифуют на специальных
полуавтоматах, работающих по методу обката с периодическим делением.
За каждый цикл обрабатывается лишь одна сторона зуба. Движение
обката выполняется заготовкой. Принцип шлифования зубьев долбяков
основан на зацеплении долбяка с неподвижной производящей рейкой,
которую воспроизводит в этом случае шлифовальный круг.
В основе работы зубошлифовального станка мод. 5893 (фиг. II, 54)
лежит известный принцип образования эвольвенты окружности, который
реализуется здесь так, как схематически показано на фиг. II, 55: произ-
водящая прямая С'С' неподвижна, а основная окружность вращается
равномерно вокруг своего центра и в то же время движется поступательно
параллельно С'С' со скоростью, равной окружной скорости точки, лежа-
щей на основной окружности.
В описываемом полуавтомате роль касательной А'А' к эвольвенте
(aQa) играет плоскость шлифовального круга, роль второй эвольвенты
(Ь0Ь) — профиль точного копира, соосного со шлифуемым долбяком и
находящегося в постоянном контакте с роликом неподвижного упора
под действием пружины или груза Q. Таким образом, профиль копира
bQb катится по неподвижной касательной В'В', соприкасаясь с ней
в точке В, в то время как профиль аоа зуба долбяка катится по каса-
тельной А'А', соприкасаясь с плоскостью шлифовального круга (точнее,
со следом этой плоскости) в точке Л.
При вращении шпинделя вместе с закрепленным на нем долбяком
и копиром вся система будет перемещаться под действием груза парал-
лельно производящей прямой С'С'. Основная окружность катится без
скольжения по этой прямой.
На практике схема перемещения салазок параллельно производящей
прямой не применяется, так как шлифовальный круг при этом работал
бы только одной окружностью, которая описывается точкой Л, и круг
Вид A
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5893
Фиг. II, 54. Зубошлифовальный полуавтомат мод. 5893:
/ — педаль тормоза; 2 — станина; 3 — нижний стол; 4 — квадрат продольного перемещения круга; 5 — верхний стол; 6 — маховичок попе-
речного перемещения круга; 7 — маховичок вертикального перемещения круга; 8 — пылесос; 9 — колонна; 10 — поворот колонны; 11 — ру-
коятка продольного перемещения приспособления для правки круга; 12 — рукоятка для установочного перемещения приспособления;
/3 — рукоятка поперечного перемещения приспособления; 14 — шлифовальная бабка; 15 — рукоятка ручного поворота рабочей головки;
16 — рабочая г оловка; 17 — маховичок тонкой поперечной подачи шлифовального круга; 18 — салазки.
о.
396
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
быстро изнашивался бы, а это привело бы к понижению точности отшлифо-
ванного профиля зуба долбяка. Кроме того, при такой схеме основные
окружности копира и шлифуемого долбяка должны точно совпадать.
Фиг. II, 55. Принцип работы зубошлифо-
вального полуавтомата мод. 5893.
будет перемещаться от точки /
Второе преимущество установки салазок под различными углами ауст
заключается в том, что при этом можно использовать один и тот же копир
для шлифования долбяков
с различными начальными
окружностями. Изменение
угла установки для исполь-
зования одного копира при
обработке долбяков с различ-
ными начальными окружно-
стями, как установлено прак-
тикой, должно оставаться
в пределах 14—30° (лучше
16—25°). Такое ограничение
диктуется тем, что при боль-
ших значениях ауст шлифо-
вальный круг может заде-
вать соседний зуб долбяка.
К тому же чем больше угол
наклона тем больше
зона М±М 2, но это приводит
к чрезмерно большой разни-
це между окружными скоро-
стями крайних точек окруж-
ностей, расположенных на
шлифовальном круге, а это
имеет следствием его нерав-
номерный износ. Исходя из этого на
практике принимают 10°
< ауст а, где а — угол зацепления шлифуемого долбяка.
Кинематическая схема станка (фиг. II, 57). От электродвигателя
1 N — 1 кет, п = 930 об/мин через клиноременную передачу 2 с четырех-
Следовательно, для каждого диамет-
ра начальной окружности долбяка
(основная окружность копира являет-
ся для долбяка как бы начальной
окружностью) необходимо изгото-
влять отдельный копир. Для устра-
нения указанных недостатков пре-
дусмотрена возможность установки
салазок вместе с производящей пря-
мой под углом ауст к оси шпинделя
шлифовального круга (фиг. II, 56).
Шлифовальный круг будет рабо-
тать не одной окружностью, как при
схеме по фиг. II, 55, а кольцевой
поверхностью, так как центр основ-
ной окружности долбяка будет пере-
мещаться из одного положения
в другое по наклонной прямой
а профиль зуба долбяка при этом
i к точке М2.
Фиг. II, 56. Схема расположения саладок под
углом установки.
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5893
397
ступенчатыми шкивами и фрикционную конусную муфту 3 вращение пере-
дается червячному валу 11. С этого вала движение сообщается двум кине-
матическим цепям: цепи качания рабочей головки (бабки изделия) и цепи
деления.
На одном валу 15 с червячным колесом 13 закреплен кривошипный
диск 14 с профрезерованным диаметральным пазом. По этому пазу с по-
мощью винта 16 перемещается ползушка 17, ось которой связана через
опору качения с шатуном J8. При вращении червяка 12 и червячного
колеса 13 шатун 18 через систему рычагов сообщает качательное движение
рабочей головке вокруг оси шпинделя изделия.
Скорость и величина хода головки определяются скоростью вращения
червячного вала 11 и радиусом кривошипа (положением ползушки 17),
который можно изменять в пределах 50—110 мм.
Эвольвентный копир 6, закрепленный на шпинделе рабочей головки,
при качании упирается в неподвижную плоскость регулируемого упора 7
и сообщает рабочей головке возвратно-поступательное перемещение по
направляющим качения салазок 8, установленным под углом к горизон-
тальной плоскости.
Постоянный контакт копира 6 с плоскостью упора 7 обеспечивается
грузом 9.
Заготовка изделия для шлифования следующего зуба поворачивается
при помощи делительного механизма, смонтированного в рабочей головке
398
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
(фиг. II, 58). Червяк 19 делительного механизма получает вращение от
вала 11 (фиг. II, 57) через две пары конических колес 10, 4 и гибкий вал 5.
На одной оси с червячным колесом 21 Дфиг. II, 58) закреплен кула-
чок 18. В момент шлифования зуба долбяка зуб фиксатора 17 находится
в пазу делительного диска 12, связывая всю систему в одно целое.
После окончания шлифования зуба кулачок 18 отводит фиксатор 17,
освобождая делительный диск. Ролик 20, закрепленный на торце червяч-
ного колеса 21, входит в паз мальтийского креста 22, поворачивает его
и через делительную гитару — - — и пару зубчатых колес 10, 8 повора-
г2 z4
чивает шпиндель на заданный угол.
Фиг. II, 58. Делительный механизм полуавтомата мод. 5893
(фиг. II, 58 и 59 имеют общие позиции).
Рабочая головка (фиг. II, 59) имеет два шпинделя. Наружный
шпиндель 5 смонтирован в корпусе 6 на шарикоподшипниках. На этом
шпинделе закреплена обойма 4, на которой устанавливаются сменные
эвольвентные копиры 3. В расточке наружного шпинделя 5 смонтирован
полый шпиндель 2. На конце наружного шпинделя 5 закреплен фланец 7.
к которому болтами крепится корпус 9 делительного механизма.
На конце шпинделя закреплено центральное зубчатое колесо 8 и поса-
жена переходная втулка 13 для крепления сменных делительных дисков 12.
В переднее конусное отверстие шпинделя 2 вставлена оправка 1 для
крепления обрабатываемого изделия.
После настройки оправка 1 закрепляется в шпинделе с помощью тяги 14
и гайки 15.
Ось фиксатора 17 (фиг. II, 58 и 59, а и б), зуб которого входит в паз
делительного диска 12, крепится на фланец 11, который скреплен болтам?:
с корпусом 9 делительного механизма. Таким образом фиксатор 17 в:
время движения обкатывания связывает шпиндели 2 и 5. Рабочая головка
перемещается по направляющим качения салазок 16. После каждого двой-
ного хода шлифуемый долбяк автоматически поворачивается на один з\:
в момент, когда рабочая головка находится в верхнем крайнем положе-
нии. При этом кулачок 18 выводит зуб фиксатора 17 из паза делительног-
диска 12 и разъединяет шпиндели 2 и 5. Мальтийский крест 22, повора-
чиваясь, передает вращение через сменные колеса zlt z2, z3, zi9 зубчат\.<
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5893
400
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ
Фиг. II, 596. Поперечный разрез рабочей головки полуавтомата мод. 5893.
ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 5893
401
пару 10 и 8 шпинделю 2. После окончания деления зуб фиксатора 17
входит в следующую впадину делительного диска, и начинается шлифова-
ние следующего зуба.
Вторая сторона зуба шлифуется после окончания шлифования первой
стороны зуба у всей партии обрабатываемых долбяков, для чего шлифо-
вальная головка поворачивается на тот же угол в противоположном
направлении.
При повороте четырехпазового мальтийского креста 21 на х/4 оборота
шлифуемый долбяк должен повернуться на часть оборота, где z —
число его зубьев. Следовательно, передаточное отношение сменных колес
гитары деления определяется из равенства:
1 е 21 23 г10 = 1 .
4 z2 * z4 z8 г *
так как z10 = 33 и z8 = 198, то отсюда
г3 __ 24
z2 * z4 z
Делительный диск выбирается с таким расчетом, чтобы число его зубьев
было равно или кратно числу зубьев долбяка.
Угол установки рабочей головки определяется из соотношения
4
’ C0S ~ D0K 9
где d0 — диаметр основной окружности долбяка;
D0K — диаметр основной окружности копира.
Рабочая головка может поворачиваться от рукоятки 13 (см. фиг. II, 54),
для чего необходимо отсоединить рычажную систему. Для смены рабочего
участка эвольвентного копира при его износе корпус 9 открепляется от
фланца 7, после чего можно повернуть шпиндель 5 с эвольвентным копи-
ром 3.
Шлифовальная головка (см. фиг. II, 54) имеет следующие
установочные перемещения: по вертикали — для установки круга по вы-
соте в зависимости от внутреннего диаметра долбяка; поперечное переме-
щение круга вдоль его оси (перемещение колонки); перемещение колонки
вместе со шлифовальной головкой вдоль оси долбяка.
Шлифовальный круг 19 (см. фиг. II, 57) получает вращение через
клиноременную передачу от отдельного электродвигателя 20. Для того
чтобы можно было шлифовать по всей ширине зуба долбяка, шлифоваль-
ный круг берут большого диаметра.
Для установки на боковой задний угол или на угол спирали винтовой
линии при шлифовании косозубых долбяков шлифовальная головка может
поворачиваться вокруг вертикальной оси.
Угол поворота круга аое при шлифовании прямозубого долбяка
определяется из формулы
tg ^ос = tg ad sin aNt
где ae — задний угол на вершинах зубьев (обычно = 6°);
ау — профильный угол исходного контура рейки боковой поверх-
ности долбяка; для стандартного зацепления = 20°10'14".
На станке имеется приспособление для правки шлифовального круга,
которое может быть установлено к нему под заданным углом.
Приспособление имеет копировальное устройство для профилирования
круга с целью корректирования профиля шлифуемого зуба.
26 Ачеркан 159
ГЛАВА VIII
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Координатно-расточные станки служат для обработки отверстий,
к которым предъявляются высокие требования по точности их расположе-
ния относительно базовых поверхностей (в пределах 0,005—0,001 мм).
Кроме операций, связанных с обработкой отверстий, на этих станках
можно фрезеровать плоскости, а также использовать их как измеритель-
ные машины для выполнения работ, связанных с контролем и точной
разметкой.
Для точного измерения координатных перемещений применяются
системы: механические, оптико-механические, оптические, оптико-элек-
трические, электрические.
Ниже рассматривается координатно-расточной станок мод. 2В440
с оптико-механической, отсчетно-измерительной системой с использова-
нием плоских стеклянных штриховых мер и экрана со спиральным микро-
метром, а также координатно-расточной станок мод. 2А450 с предвари-
тельным набором координат.
§ 2. КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2В440
Общие сведения и краткая техническая характеристика
Координатно-расточной станок мод. 2В440 (фиг. II, 60) предназначен
для обработки отверстий в кондукторах, приспособлениях и деталях
с точным расположением осей, координаты которых могут быть заданы
в прямоугольной или полярной системе координат.
На станке можно сверлить отверстия диаметром до 40 мм, размечать
точные шаблоны, проверять линейные размеры и межцентровые расстоя-
ния. Можно выполнять на нем легкие фрезерные работы, для чего преду-
смотрена механическая подача стола и салазок.
Станок снабжен универсальным поворотным столом, который дает
возможность: а) обрабатывать отверстия, оси которых заданы в полярной
системе координат, с отсчетом углов по лимбам; б) делить при помощи
делительных дисков; в) обрабатывать наклонные отверстия.
Станок имеет ряд принадлежностей, облегчающих работу (центроиска-
тели, резцедержатели и др.). Он снабжен также горизонтальным поворот-
ным столом.
По своей компоновке этот станок относится к одностоечным коорди-
натно-расточным станкам с крестовым столом, со шпиндельной бабкой,
перемещающейся по вертикальным направляющим Г-образной стойки.
Станок снабжен совершенным оптическим измерительным устройством
с плоскими стеклянными штриховыми мерами и экранной оптикой со спи-
ральным микрометром.
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2В440
403
Привод главного движения осуществляется от регулируемого электро-
двигателя постоянного тока. Регулирование скоростей осуществляется
по системе Г—Д (генератор — двигатель, система Леонарда) в диапазоне
4 : 1.
Для смещения диапазона скоростей, даваемого регулируемым электро-
двигателем, используется простая коробка скоростей.
Фиг. II, 60. Координатно-расточной станок мод. 2В440:
/ — маховик установки на нуль поперечного масштаба; 2 — регулятор скорости движения салазок;
3 — маховичок ручного перемещения салазок; 4 — грибок спирального микрометра поперечного
масштаба; 5 — экраны и кнопки управления; 6 — шпиндель; 7 — указатель ступеней чисел обо-
ротов; 8 — амперметр; 9 — тахометр оборотов шпинделя; 10 — указатель величины подачи шпин-
деля; 11 — рукоятка отключения и реверсирования подачи шпинделя; 12 — рукоятка для закреп-
ления шпиндельной коробки; 13 — маховичок регулирования подачи шпинделя; 14 — маховичок
ручной подачи шпинделя; 15 — рукоятка закрепления стола; 16 — грибок спирального микрометра
продольного масштаба; 17 — маховичок ручного перемещения стола; 18 — регулятор скорости дви-
жения стола; 19 — салазки; 20 — рукоятка закрепления салазок; 21 — маховичок установки на
нуль продольного масштаба; 22 — станийа; 23 — стойка; 24 — коробка скоростей; 25 — маховичок
перемещения шпиндельной коробки; 26 — блок направляющих; 27—маховичок переключения сту-
пеней чисел оборотов; 28 — шпиндельная коробка; 29 — рукоятки подъема и опускания гильзы
. шпинделя; 30 — стол.
Шпиндельная бабка станка имеет лишь установочное перемещение.
Для перемещения гильзы применен связанный привод с бесступенча-
тым изменением подач.
Для привода перемещений стола и салазок служат электродвигатели
постоянного тока с бесступенчатым регулированием скорости от ЭМУ,
к которому они подключаются последовательно.
В этом станке привод стола и салазок не предназначен для автоматиза-
ции точных координатных установок, так как он не обеспечивает необхо-
димых для этого малых скоростей перемещения стола и салазок.
Станок используется в инструментальных машиностроительных и при-
боростроительных цехах для обработки заготовок деталей как единичного,
так и серийного производства.
26*
404
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Ниже приведены данные станка.
Краткая техническая характеристика станка
Размеры рабочей поверх-
ности стола в мм:
длина............. 800
ширина....... 400
Наибольший диаметр
расточки в мм	.	. . .	250
Наибольший диаметр
сверления в мм	...	40
Числа оборотов шпин-
деля в минуту	....	50—200
145—575
508—2000
Диапазон изменения по-
дач гильзы шпинделя
в мм]об...............0,03—0,16
Скорости механического
перемещения стола (са- 16—320 (бес-
лазок) в мм/мин . . . ступенчато)
Скорость быстрого хода
в мм/мин............... 800
Точность отсчета коорди-
нат в мм............... 0,001
Электродвигатели:
Мощность в кет:
главного привода	2
привода стола и са-
лазок ............. 0,245
привода генератора	4,5
Числа оборотов в ми-
нуту (номинальное):
главного привода 700
привода стола и са-
лазок ........... 3600
привода генератора < 1450
Краткое описание и кинематическая схема станка
Основанием станка служит станина 22 (фиг. II, 60) коробчатой формы
с внутренними ребрами жесткости. По направляющим станины в попереч-
ном направлении перемещаются салазки 19, которые в верхней части имеют
такие же направляющие, перпендикулярные направляющим станины.
По направляющим салазок перемещается стол 30.
Стол и салазки перемещаются по направляющим качения с роликами,
заключенными в металлические сепараторы. Форма направляющих как
стола, так и салазок одинакова — одна из направляющих V-образная,
вторая плоская.
Привод перемещения стола осуществляется от электродвигателя по-
стоянного тока 1 (фиг. II, 61), N — 0,245 кет, п = 3600 об/мин, с регу-
лируемым числом оборотов, через двойную червячную передачу 14, 15, 16,
17, реечное зубчатое колесо 18 и рейку 19, закрепленную на столе станка.
Привод перемещения салазок 6, 7, 8, 9, 10, 11 аналогичен приводу
перемещения стола с той лишь разницей, что редуктор привода, смонти-
рованный на салазках, перемещается вместе с ними относительно рейки 11,
закрепленной на станине.
Вращением маховичков 2, расположенных на валах электродвига-
телей 1 и выведенных на переднюю стенку пульта управления 3, 17
(фиг. II, 60), можно вручную точно устанавливать координаты. Число
оборотов каждого из электродвигателей 1 (фиг. II, 61) регулируется
в диапазоне 50 : 1, что дает возможность быстро перемещать стол со ско-
ростью 800 мм/мин, фрезеровать плоскости и производить установочные
перемещения со скоростью 16—320 мм/мин.
Стол закрепляется поворотом рукоятки 4 (фиг. II, 61); при этом конец
вала, заканчивающийся винтом, вывинчивается из гайки 12 и создает
распорную силу между прихватами 3, 13.
Закрепление салазок происходит таким же образом, но вращение
рукоятки 23 передается винту через винтовые зубчатые колеса 21. Винт,
вывинчиваясь из гайки 20, создает распорную силу между прихватами 5, 22.
Точность межосевых расстояний обрабатываемых отверстий, правиль-
ность их геометрической формы и чистота обработки в значительной сте-
пени зависят от конструкции шпиндельного узла.
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОИ СТАНОК МОД. 2В440
405
5	6	7
Масштабная линейка
стола
Экран отсчета переме-
щений салазок
Проектор поперечного
масштаба
Масштабная линейка
салазок
Проектор продольного
масштаба
Экран отсчета переме-
щений стола
Фиг. II, 61. Кинематиче-
ская схема координатно-
расточного станка мод.
2В440.
406
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Фиг. II, 62. Шпин-
дель станка мод.
2В440.
В этом станке радиальными опорами шпинделя 5 (фиг. II, 62) служат
однорядные роликоподшипники 3, 4; при этом нижний подшипник 4
собирается с небольшим предварительным натягом (3—6 мк), а верхний 3 —
с небольшим зазором или натягом (±2 мк). Осевые нагрузки восприни-
маются упорными шарикоподшипниками 2. Шпиндель 5 запирается сверху
гайкой 1. Связь шпинделя с приводом главного движения осуществляется
через соединительный зубчатый (шлицевый) вал 1
(фиг. II, 63), верхний конец которого входит в зуб-
чатое отверстие полого вала 54 (фиг. II, 61 и 63) коробки
скоростей, а нижний — в верхнее зубчатое отверстие
полого шпинделя 5 (фиг. II, 62). Такое соединение
разгружает шпиндель от радиальных усилий, которые
могут возникать из-за несоосности шпинделя и вала 54
(фиг. II, 63) коробки скоростей, так как соединитель-
ный зубчатый вал / сопрягается с ними с некоторыми
зазорами по поверхностям небольшой длины. Общая
длина шпинделя уменьшается, а его верхний конец
не выходит за габариты коробки скоростей.
Расточной шпиндель 5 (фиг. II, 62) приводится
от регулируемого двигателя постоянного тока 71 (W —
= 2 кет, п = 7004-2800 об/мин) через клиноременную
передачу 70, 42 (фиг. 11,61) и трехступенчатую коробку
скоростей (фиг. II, 61 и 63).
Первая ступень скоростей шпинделя получается
при следующей передаче: ведомый шкив 42 привода,
зубчатые колеса 44, 45, 52, 53. Для получения второй
ступени скоростей зубчатые колеса 52, 53 расцепляются,
и в зацепление вводятся колеса 48 и 56. Зубчатые
колеса 53 и 56 передают вращение шпинделю через зуб-
чатый (шлицевый) вал. Для получения третьей — наи-
высшей — ступени скоростей ведомый шкив 42 соеди-
няется со шпинделем при помощи кулачковой муфты 46
и зубчатого вала 54 (фиг. II, 63); зубчатые колеса 48,
52, 53, 56 при этом в работе не участвуют.
В пределах каждой из этих трех ступеней скорость
вращения шпинделя изменяется бесступенчато вслед-
ствие регулирования числа оборотов электродвигателя
в диапазоне 4:1.
Зубчатые колеса переключаются рычагами, которые
одним своим концом входят в пазы барабана управле-
ния 47 (фиг. II, 61), поворачиваемого маховичком 38 через конические
зубчатые колеса 39 и цилиндрические 41. Одновременно с поворотом
барабана 47 происходит поворот диска 40, на котором нанесены цифры,
указывающие диапазоны чисел оборотов, соответствующие каждой сту-
пени коробки скоростей.
Движение подачи осуществляется по следующей цепи: зубчатое ко-
лесо 55 (фиг. II, 61 и 63) вращается вместе с полым валом 54 и приводит
во вращение колесо 57, на валу которого сидят ведущие конусы раздвиж-
ного шкива 60 бесступенчатой передачи. Соответствующие им ведомые
конусы получают вращение через кольцо 61.
При помощи маховичка 68 (фиг. II, 61) через конические зубчатые
колеса 69 и цилиндрическое 65 вращают гайку-шестерню 64 (фиг. II, 61
и 63) и тем самым перемещают в осевом направлении тягу 62, связанную
Фиг. II, 63. Коробка скоростей координатно-расточного станка мод. 2В440,
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2В440
408
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
с верхним ведущим и нижним ведомым конусами бесступенчатой передачи.
Следовательно, можно либо сближать ведущие конусы и одновременно
раздвигать ведомые, повышая таким образом скорость вращения чер-
вяка 59, либо, наоборот, раздвигать ведущие и сближать ведомые, тем
самым уменьшая число оборотов червяка. Это дает возможность изменять
величину подачи на один оборот шпинделя бесступенчато.
Величина подачи устанавливается по барабанчику 67 (фиг. II, 61),
который поворачивается одновременно с вращением маховичка 68 через
зубчатые колеса 65, 66.
На валу червячного колеса 58 (фиг. II, 61 и 63), которое приводится
во вращение червяком 59, свободно сидят два конических колеса 51
(фиг. II, 61), постоянно сцепленные с коническим колесом 49. Переклю-
чение муфты 50 дает правое или левое вращение червяка 28. Таким обра-
зом, подача шпинделя может производиться как вниз, так и вверх.
Червячное колесо 27 свободно сидит на валу реечного зубчатого ко-
леса 81, которое находится в постоянном зацеплении с рейкой 82 гильзы 24
(фиг. II, 61 и 62) шпинделя. Червячное колесо 27 соединяется с валом
зубчатого колеса 81 при помощи муфты, смонтированной внутри этого
червячного колеса, включаемой посредством сдвоенной рукоятки 29,
посаженной на вал зубчатого колеса 81.
При выключенной муфте можно непосредственно вращать реечное
зубчатое колесо 81, быстро поднимая или опуская гильзу 24 шпинделя.
Ручная мелкая подача производится маховичком 25 через зубчатые
колеса 26.
Для автоматического отключения рабочей подачи по достижении
глубины обработки, установленной на лимбе 34, кулачок 35 выводит
зубчатое колесо 36 из зацепления с зубчатым колесом 37.
Отключение происходит при совпадении нуля лимба с нулем нониуса;
для этого лимб закрепляют в положении, при котором деление, указываю-
щее длину заданного хода гильзы, совпадает с нулем нониуса. Точность
получаемого размера по длине 0,2—0,3 мм.
Для того чтобы лимб 34 совершал лишь один оборот за время полного
хода гильзы шпинделя, между валом реечного колеса 81 и лимбом имеется
замедленная передача, составленная из зубчатых колес 30, 31, 32, 33.
Установленное число оборотов шпинделя указывается тахометром,
который приводится через зубчатые колеса 55, 57 и винтовые зубчатые
колеса 63.
От промежуточного вала через цилиндрические зубчатые колеса 43
получает вращение шестеренный насос смазки.
Шпиндельную коробку по вертикальным направляющим перемещают
вручную посредством маховичка 25 (фиг. II, 60) через червячную пере-
дачу, конические колеса, реечное зубчатое колесо 75 (фиг. II, 61) и
рейку 79, которая закреплена на корпусе шпиндельной коробки.
Шпиндельная коробка 28 (фиг. II, 60) закрепляется на призматиче-
ских направляющих с помощью прихватов, которые посредством тяг и
винтов 74, 78 (фиг. II, 61) получают перемещение от рукоятки 80 через
зубчатые колеса 72 и 76 и зубчатые колеса-гайки 73, 77.
Оптическое устройство станка
Величину координатных перемещений измеряют при помощи точны?-:
стеклянных шкал и оптического устройства, позволяющего проектиро-
вать с большим увеличением изображения рисок и цифр масштабной
шкалы, а также сетку спирального микрометра на экран.
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2В440
409
Оптическое устройство станка состоит из двух схем отсчета переме-
щений: стола — в продольном направлении и салазок — в поперечном
направлении.
В схеме отсчета перемещений в продольном направлении подвижной
является масштабная линейка стола (см. фиг. II, 61), которая связана
с ним и вместе с ним перемещается относительно оптической системы.
Подвижная сетка
сетка
11 12
Неподвижная
9	10
5 6
Вид А
13
ггб.т
176,000
Отсчет 17^200
Зкран поперечны*
перемещений
Зкран продольных
перемещений
Неподвижная
сетка
►Г»
109876543210 -
Фиг. П, 64,
Подвижная
сетка

а — оптическая схема координатно-расточного
станка мод. 2В440; б — подвижная и неподвиж-
ная сетки окуляра микрометра спирального (вид
по стрелке А, фиг. II, 64, а); в—отсчет координат
на экранах.
10 9676
308,613
195,217
1

В схеме отсчета перемещений в поперечном направлении оптическая
система перемещается относительно неподвижной масштабной линейки
салазок, которая закреплена на станине.
Обе оптические схемы тождественны, и лишь с целью удобств компо-
новки в оптическую схему поперечного масштаба включены призмы и
зеркала, изменяющие ход лучей.
Ниже рассматривается лишь оптическая схема для отсчета перемеще-
ний стола (фиг. II, 64, а). От электролампы осветителя 1 через коллектор 2
и конденсор 3 лучи конденсируются в плоскости штрихов масштабной
линейки 5.
Линейка 4 не имеет рисок и служит для защиты плоскости нанесения
штрихов масштабной линейки от пыли.
410
КООРДИНАТНО-РАСТОЧН ЫЕ СТАНКИ
Лучи проходят через стеклянную масштабную линейку 5 с нанесен-
ными на ней делительными рисками и цифрами; проходя объектив 6
плоско-параллельную пластинку 7, они дают в плоскости сетки спираль-
ного окулярного микрометра 8 изображение рисок и цифр с пятикратным
увеличением.
Пройдя через проекционный окуляр 9 и защитное стекло 10 и отра-
зившие^ от плоских зеркал 11 и 13, изображение рисок масштабной
линейки проектируется на экран 12 с увеличением 60х. Дробная часть
размера оценивается на экране при помощи проектируемой на него сетки
спирального микрометра (фиг. II, 64, б). Цена отсчета 1 мк.
Для внесения в отсчет на экране поправок, для компенсации неточ-
ности делений масштабных линеек и исключения накопленной ошибки,
оптическая отсчетная система станка имеет коррекционное устройство.
Коррекция осуществляется поворотом плоско-параллельной пла-
стинки 7 (фиг. II, 64, а) вокруг горизонтальной оси; при этом изображения
штрихов масштабной линейки смещаются в поле зрения экрана на требуе-
мую величину.
Пластинка, установленная в ходе лучей оптического устройства, пово-
рачивается через рычажную систему от коррекционной линейки, закреп-
ленной на столе (или станине). Коррекционная линейка позволяет ис-
правлять как накопленные, так и местные ошибки делений масштабной
линейки 5. Для исправления накопленных ошибок коррекционная ли-
нейка устанавливается под углом. Исправление местных ошибок обеспе-
чивается соответствующей кривой профиля линейки.
Смещению изображения штриха на экране на 0,001 мм соответствует
опускание или подъем рычажка на коррекционной линейке на вели-
чину 0,2 мм.
Спиральный микрометр 8 имеет две сетки — подвижную и неподвиж-
ную (фиг. II, 64, б).
На подвижной сетке нанесена двойная архимедова спираль, шаг
которой равен 0,5 мм; это соответствует 0,1 мм масштабной шкалы 5
(фиг. II, 64, а), изображение которой строится в плоскости сетки с пяти-
кратным увеличением.
В центре подвижной сетки (фиг. II, 64, б) имеется круговая шкала
со 100 делениями, которые оцифрованы через каждые пять делений.
Подвижная сетка вращается относительно неподвижной, на которой
нанесен индекс со стрелкой. Индекс разделен на 10 делений (фиг. II, 64, в),
каждое из которых равно шагу спирали, нанесенной на подвижную сетку.
Деления индекса оцифрованы и при установке нуля круговой шкалы
против стрелки находятся в середине соответствующего витка спирали.
При полном обороте подвижной сетки спираль смещается относительно
неподвижного индекса на шаг, т. е. на 0,1 мм. Линейное перемещение
спирали на шаг соответствует полному обороту круговой шкалы. Следо-
вательно, цена ее деления = 0,1 мм X = 0,001 мм = 1 мк. Таким
1UU
образом, круговая шкала является «микронной» и служит для отсчета
сотых и тысячных долей миллиметра.
При установке штриха сотых и тысячных против стрелки спираль
смещается на ту же величину относительно делений индекса.
При перемещении стола (салазок) оцифрованные миллиметровые
штрихи масштабной линейки перемещаются вдоль индекса.
Подвижная сетка (фиг. II, 64, б) заделана в оправу, вращение которой
сообщается через систему зубчатых передач от грибка 16 (фиг. II, 60).
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД, 2В440
411
Для удобства отсчета заданных координат принимают за исходное
то положение, при котором центр базового отверстия, закрепленного
на столе изделия, совмещен с осью шпинделя. При этом:
1.	Вращая грибок 16, устанавливают нуль круговой шкалы против
визирной стрелки.
2.	Вращая маховичок 21, устанавливают изображение ближайшего
миллиметрового штриха в середине спирали, обозначенной нулем. При
этом экран будет иметь вид, изображенный на фиг. II, 64, в.
3.	Такая же установка производится на экране поперечных коорди-
нат. Для чего вращают грибок 4 (фиг. II, 60), а затем маховичок 1.
4.	Прибавляя к исходным отсчетам или вычитая из них (в зависимости
от направления перемещения) заданные размеры, определяют установоч-
ные координаты для продольного и поперечного перемещений.
5.	Вращая грибок 16 (и соответственно грибок 4), устанавливают по
круговой шкале сотые и тысячные доли дробной части размера.
6.	Перемещают стол (салазки) в положение, когда оцифрованный
миллиметровый штрих масштабной шкалы 5 (фиг. II, 64, а) будет совме-
щен с серединой спирали, обозначенной числом десятых долей дробной
части устанавливаемого размера.
Вид экранов с установленными размерами изображен на фиг. II, 64, в.
Таким образом, полный размер состоит из целых миллиметров —
оцифровки штриха масштабной линейки, десятых миллиметра — оциф-
ровки спирали, сотых и тысячных долей миллиметра — показаний круго-
вой шкалы.
Принципиальная электрическая схема
Электрическая схема станка (фиг. II, 65) включает в себя электро-
приводы: шпинделя, стола и салазок, охлаждения, а кроме того, обеспе-
чивает освещение оптики станка, блокировку и защиту при различных
режимах работы отдельных ее агрегатов.
Вращение расточного шпинделя, перемещения стола и салазок произ-
водятся от электродвигателей постоянного тока, а привод насоса охла-
ждения — от асинхронного электродвигателя.
Для питания двигателя привода шпинделя имеется генератор — дви-
гатель, а для двигателей стола и салазок — электромашинный уси-
литель.
Напряжение на станок подается пакетным выключателем ВВ; при
этом лампами 1ЛС и 2ЛС производится подсветка лимба коробки ско-
ростей.
Напряжение на обмотки возбуждения электродвигателя D и генера-
тора Г подается от селенового выпрямителя СВ, на обмотки возбуждения
двигателей СТ и СЛ от генератора Г.
Включение генератора и ЭМУ. При нажатии кнопки 2КУ
(«Генератор») включается контактор 1К, который пускает электродвига-
тели: Dr — привода генератора; — электромашинного усилителя;
В>2 — охлаждения (при включенной розетке 1РШ).
Электропривод шпинделя. Электрическая схема обеспечивает вклю-
чение вращения шпинделя, его отключение с торможением и без торможе-
ния, бесступенчатое изменение числа оборотов, а также медленное враще-
ние с «ползучей» скоростью.
1-	я ступень пуска шпинделя. При нажатии кнопки 4КУ
(«Шпиндель пуск») контактор ЗК подключает к генератору через пуско-
тормозное сопротивление 1СТ двигатель D вращения шпинделя.
1к
2ПП
Г 2РТ1
Генератор
Р-З,3к8т
ПИ = 1450 об/
„ 1РТ
Электро-
двигатель
привода
генератора
4,5квт
Л - 1450 оо/мин
ОУ-1
ОУ‘П
СО Г
Электродвигатель
привода салазок
к=0,245 квт
п = Зв 00 °$/мин
ц2КН
I \2К8
1РЛ I ц1К8
КД
Электро-
двигатель
охлаждения
N= 0,125квт
п = 2800об/мин
Генератор
N- 0,5квт
п-=28500$/мин
ОВГ 1СЮ 4РП
Электро-
двигатель 7
привода
шпинделя н
2 квт
лн= 700 од/мин
Птц^^гЗООоб/мин
ЧРП
ШД
КТ
JL
oect
овсл
Электро-
механический
усилитель
Электро-
двигатель
N-0,93 квт
п = 2850°*/мин кд
К1
ЗСЮО ШКО
Электродвигатель
привода стола
N* 0,245 квт
п= 3600 °fyмин
2W СД8
1К1
1кн
ЗКВ
2КН

1КВ'
2КВ

Фиг. II, 65. Принципиальная электрическая cxevj
Электродвигатели: D — привода шпинделя; СЛ — салазок; СТ — стола; Di — ге=-
ЭМУ; Г — генератор. Контакторы: 1К — электродвигателей Dt, D2t Dp, ЗК, 4К — ступе*
электродвигателя СТ; 1КН — хода «влево» электродвигателя СТ; 2КВ — хода «Вперед» электт
рости электродвигателей: 1РП — СТ; 2РП — СЛ; ЗПР — промежуточное реле включения осг-
пенчатого пуска электродвигателя Д; 2РВ — освещения оптики; 1РТ; 2РТ — тепловые реле защг»
и 6КУ — останова и торможения, пуска, ускорения, замедления электродвигателя Д; 7 КУ — осз-
Выключатели: конечные выключатели ограничения хода: BKi — шпинделя; ВКз, ВК* — стс--~
ные выключатели блокировки: ВКз, ВК6 — зажима стола, салазок; выключатели: ВВ — вводи г-
юстировочные сопротивления; 1СТ — пускотормозное сопротивление электродвигателя Д; 0В~
ОВС — сериесные обмотки генератора и электродвигателей Д и Др ШР — регулятор возбужден? f
тельные; IPO, 2РО — регуляторы оборотов двигателей СТ и СЛ; IB, 2В — вольтметры (имес’
СВ — селеновый выпрямитель; А Т — автотрансформатор регулятора возбуждения ШР; КО — * *
2ЛС — сигнальные; 1ЛО, 2Л0 — осветительные; 1Л, 2Л —- освещения оптига.
1ТП
1РТ 2РТ
«______Лч»
Освещение
оптики
Включение ге-
нератора и эми
Торможение
шпинделя
I ступень пус-
ка шпинделя
П ступень лис
ка шпинделя
медленное
вращение
шпинделя
1КВ
Медленное
перемещение
1КН	стола
Быстрое
перемещение
стола
4__г Стол отжат
Медленное
перемещение
салазок
1КН 1КВ
2КН
быстрое
перемещение
ЗСД салазок
CZ~)—' Салазки отжаты
Изменение числа
оборотов
шпинделя
Освещение
оптики
ратора; D2 — охлаждения? Ds — перемещения ползушки регулятора; D4 — электродвигатель
чатого пуска электродвигателя Д; 5К — торможения электродвигателя Д; 1КВ —хода «вправо»
двигателя СЛ; 2КН — хода «Назад» электродвигателя СЛ. Промежуточные реле форсирования ско-
щения оптики; 4РП — реле медленного вращения шпинделя. Реле времени: 1РВ — сту-
электродвигателей. Кнопки: 1КУ и 2КУ — останова и пуска электродвигателя D г; ЗКУ; 4КУ; 5КУ
щения оптики и установки скорости фрезерования; 8 КУ — медленного вращения шпинделя.
вправо, влево; ВК9, ВК? — салазок вперед, назад; ВК8, ВКд — угла поворота регулятора; конеч-
ВО — местного освещения. 1ПП; 2ПП; ЗПП; 4ПП — плавкие предохранители? /СЮ — 5СЮ —
ОВД, ОВСТ, ОВСЛ — шунтовые обмотки генератора и электродвигателей Д, СТ, СЛ; СОГ, СОД,
электродвигателя Д; С — стабилизирующий конденсатор; 1ТП, 2ТП — трансформаторы понизи-
градуировку скоростей перемещения стола и салазок); ОУI и ОУП — обмотки управления ЭМУ;
пенсационная обмотка ЭМУ; ШКО — шунт компенсационной обмотки ЭМУ. Лампы: 1ЛС,
ЛШ — освещения шкалы салазок; 1СД, 2СД, ЗСД, СДВ — сопротивления добавочные.
414
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
2-я ступень пуска шпинделя. Одновременно с нажатием
кнопки 4КУ получает питание реле времени 1РВ и с выдержкой времени
включает контактор 4К, который отключает реле времени и шунтирует
сопротивление 1СТ.
Медленное вращение шпинделя. Кнопкой 8КУ
(«Шпиндель медленно») включается медленное вращение двигателя
(40-i-60 об/мин) для получения «ползучей» скорости шпинделя, при кото-
рой производится выверка изделия с помощью центроискателя. При этом
включается реле 4РП, обмотка возбуждения двигателя ОВД подключается
на полное напряжение, а обмотка возбуждения генератора ОВГ — через
сопротивление 1СД. Для устранения колебания скорости сериесная об-
мотка генератора СОТ шунтируется.
Изменение числа оборотов шпинделя. Числа обо-
ротов электродвигателя в пределах пн = 700; пмакс = 2800 об/мин
регулируется при помощи шунтового регулятора; нажатием кнопки 5КУ
(«быстрое») или 6КУ («медленное») включается в ту или другую сторону
коллекторный двигатель переменного тока £>3, который, перемещая пол-
зушку регулятора ШР, вводит большее или меньшее сопротивление в об-
мотку возбуждения ОВД двигателя шпинделя.
Конечные выключатели ВК8 и ВК9 ограничивают угол поворота регу-
лятора в крайних положениях, выключая электродвигатель £>3.
Торможение шпинделя. Кнопкой ЗКУ производится оста-
нов двигателя D как с торможением, так и без него. При полном нажатии
на кнопку ЗКУ включается контактор 5К и одновременно отключаются
контакторы ЗК и 4К>
Контактами ЗК якорь двигателя D отключается от питания, а кон-
тактом 5К якорь включается на сопротивление 1СТ (которое в данном
случае является тормозным). Обмотка возбуждения ОВД включается
на полное напряжение. Происходит интенсивное динамическое торможе-
ние электродвигателя, продолжающееся до тех пор, пока нажата кнопка
ЗКУ или пока не остановился якорь. Останов электродвигателя D 6es
торможения производится неполным нажатием кнопки ЗКУ, при котором
отключаются контакторы ЗК и 4К, но не выключается 5К-
Электропривод стола и салазок
Электрической схемой станка обеспечиваются следующие работы
установка координат; рабочая подача стола и салазок при фрезерование
и быстрое их перемещение. Перемещение стола и перемещение салазок
могут происходить только раздельно.
Медленное перемещение стола и салазок. Пус-
электродвигателей: стола (СТ) и салазок (CJJ) производится вращением
в ту или другую сторону соответствующих регуляторов 1РО и 2РО. Пр.
этом включаются магнитные пускатели 1КВ, 1КН или 2KB, 2КН. Обмот.-._
управления ЭМУ ОУ-// включена на разность задающего напряжения
снимаемого с регулятора скорости 1РО или 2РО и напряжения ЭМ?
(отрицательная обратная связь по напряжению).
Обратная связь по напряжению служит для уменьшения инерцио?
ности в ЭМУ и повышения жесткости механической характеристик,
двигателя. Жесткость характеристики, необходимая для получения за-
данного диапазона регулирования, устанавливается подбором требуемс-
степени перекомпенсации ЭМУ с помощью дополнительного сопротивл-
ния ЗСЮ, которое включается последовательно с шунтом компенсацис-
ной обмотки ШКО.
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД, 2А450
415
При вращении регуляторов 1Р0 и 2Р0 в цепь обмотки управления ЭМУ
ОУ-// вводится большее или меньшее напряжение, чем и осуществляется
плавное регулирование скоростей электродвигателей в пределах 90—
1800 об/мин, что обеспечивает получение необходимых скоростей фрезеро-
вания и установочных перемещений. Диапазон регулирования чисел обо-
ротов электродвигателей: 1 : 40 вниз и 1 : 1,25 вверх от номинального.
Изменение полярности напряжения на IPO, 2РО и реверсирование
двигателей осуществляется контакторами 1KB, 1КН и 2KB, 2КН.
Быстрое перемещение стола и с а л а з о к (800 мм/мин).
Это перемещение осуществляется при максимальных оборотах
(4500 об/мин) электродвигателей СТ и СЛ и соответствует крайним поло-
жениям регуляторов 1РО и 2РО, в которых подключаются реле 1РП и
2РП, закорачивающие сопротивление 5СЮ в цепи задающего сигнала.
Обмотка управления ЭМУ ОУ-/ включена на напряжение ЭМУ последо-
вательно с конденсатором С и служит для устранения колебаний и сгла-
живания переходных процессов.
Во время снижения напряжения обмотка ОУ-1 подмагничивает ЭМУ,
во время возрастания размагничивает.
Контроль скорости перемещения стола и салазок осуществляется
вольтметрами 1В и 2В, которые имеют специальную градуировку непо-
средственно в значениях мм/мин. Включаются вольтметры кнопкой 7КУ.
Зажим стола и салазок контролируется конечными выключателями
ВК2 и ВК5, сигнальными лампами 1ЛС и 2ЛС. Перемещение стола и сала-
зок возможно только после их освобождения. Крайние положения стола
и салазок ограничиваются конечными выключателями ВК3, ВК4 и В/Св,
ВК7.
Освещение оптики. Освещение оптики включается также
кнопкой 7КУ («освещение масштабов»). При нажатии на кнопку получает
питание катушка реле времени 2РВ, которое включает реле ЗРП; реле
подключает лампы подсветки оптики и шкалы 1Л, 2Л и ЛШ. Эти лампы
остаются включенными на время нажатия кнопки и выдержки реле времени.
Все двигатели останавливают нажатием на кнопку 1КУ\ при этом
обесточивается вся схема управления.
В последнее время система генератор — двигатель в приводе главного
движения была заменена магнитным усилителем, что дает ряд преиму-
ществ: уменьшение шума и ухода при эксплуатации, экономию электро-
энергии и др. Были внесены и некоторые другие изменения, упрощающие
схему и улучшающие ее работу.
§ 3. КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2А450
Координатно-расточной станок мод. 2А450 (фиг. II, 66) имеет ту осо-
бенность, что на нем можно производить предварительный набор коор-
динат во время обработки предыдущего отверстия, что значительно сокра-
щает вспомогательное время.
На станке принята оптическая измерительная система координат:
оцифрованные риски стеклянной штриховой линейки проектируются
на неподвижный растр, при помощи которого можно непосредственно,
в одном месте, отсчитывать все десятичные знаки устанавливаемой коор-
динаты.
На станке можно сверлить отверстия диаметром до 40 мм, а также
размечать точные шаблоны, проверять линейные размеры и межцентровые
расстояния. Можно также выполнять на нем мелкие фрезерные работы.
8	7	6	5	3 2
КООРДИНАТ НОР АСТОЧН ЫЕ СТАНКИ
Фиг. II, 66. Координатно-расточной станок мод. 2А450:
/ — лупа поперечного масштаба; 2 — проектор поперечного масштаба; 3 — поперечный масштаб; 4 — привод перемещения салазок;
5 — ручное перемещение салазок; 6 — ручное перемещение стола; 7 — регулятор скорости перемещения стола; 8 — охлаждение; 9 — уста-
новка нуля набора координат; 10 — пульт управления механизмом набора координат; 11 — механизм набора координат; 12 — экран
продольного перемещения стола; 13 — пульт управления; 14 — шпиндель; 15 — маховик перемещения шпиндельной коробки; 16 — указа-
тель ступеней чисел оборотов шпинделя; 17 —- амперметр; 18 — коробка скоростей; 19 — тахометр (контроль чисел оборотов шпинделя);
20 — указатель величины подачи шпинделя; 21 — шпиндельная коробка; 22 — маховичок установки величины подачи шпинделя; 23 —ру-
коятка отключения и реверса подачи шпинделя; 24 — рукоятка закрепления шпиндельной коробки; 25—рукоятка механизма отключения
подачи гильзы на заданной глубине; 26 — экран поперечного перемещения салазок; 27 — механизм следящей системы; 28 — стойка;
29 — маховичок переключения ступеней чисел оборотов шпинделя; 30 — рукоятка ускоренного перемещения гильзы шпинделя; 31 — ма-
ховичок микронной ручной подачи шпинделя; 32 — устройство для установки на глубину; 33 — стол и салазки; 34 — станина.
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2А450
417
Станок используется в инструментальных, машиностроительных и
приборостроительных цехах для обработки заготовок деталей как еди-
ничного, так и серийного производства.
Кинематическая схема станка (фиг. II, 67)
Перемещение изделия в прямоугольной системе координат осуще-
ствляется следующим образом: обрабатываемое изделие закрепляется
Фиг. II, 67. Кинематическая схема (стола и салазок) координатно-расточного станка
мод. 2А450.
на столе (см. фиг. II, 66) и вместе с ним перемещается в продольном на-
правлении по направляющим салазок. Салазки перемещаются в попереч-
ном направлении по направляющим станины.
Привод перемещения стола — от электродвигателя постоянного тока 12
(N = 0,245 кет, п = 3600 об/мин) с регулируемым числом оборотов через
двойную червячную передачу 8, 9 и 14, 13, реечное зубчатое колесо 10
и рейку 11, закрепленную на столе станка.
Привод перемещения салазок 12, 15, 16, 17, 18, 19, 20 аналогичен
приводу перемещения стола с той лишь разницей, что редуктор привода,
смонтированный на салазках, перемещается вместе с ними относительно
рейки 20, закрепленной на станине.
Вращением маховичков 2, которые выведены на переднюю стенку
пульта управления, можно вручную точно устанавливать координаты.
Число оборотов каждого из электродвигателей 12 регулируется в ши-
роком диапазоне, что дает возможность быстро перемещать стол со ско-
ростью 1200 мм/мин, фрезеровать плоскости со скоростью 30—200 мм/мин,
27 Ачеркан 159
418
КООРДИНАТ НО-РАСТОЧН ЫЕ СТАНКИ
а также осуществлять «ползучую» скорость при автоматическом подходе
к заданной координате.
На столе и салазках смонтированы рейки 9 (см. фиг. II, 73) следящих
систем механизма предварительного набора координат.
Закрепление стола производится от червячного редуктора 4, 5
(фиг. II, 67), который приводится от электродвигателя 1 (N == 0,05 квт;
п = 1390 об/мин) через упругую кулачковую муфту.
Во время разгона электродвигателя червячное колесо 5 свободно
вращается на гайке 6 до момента встречи поводков. Гайка 6 имеет с одной
стороны правую, а с другой — левую резьбу. При вращении этой гайки
толкатели 7 и 3 через рычажную систему и тормозные ленты фиксируют
с одинаковым усилием на обеих сторонах положение стола в заданной
координате.
Салазки крепятся от такого же редуктора, установленного на станине.
Механизмы зажима управляются вручную от кнопочных станций.
Конструкция верхней части станка — шпиндельной коробки и коробки
скоростей — аналогична со станком мод. 2В440 (см. стр. 404—408).
Шпиндель приводится от электродвигателя постоянного тока, который
питается от магнитного усилителя.
Оптическое устройство станка
Величина координатных перемещений измеряется при помощи точных
стеклянных шкал и оптического устройства, позволяющего проектировать
с большим увеличением изображения рисок и цифр масштабной шкалы,
а также рисунок растра (фиг. II, 68, б) на экран.
Фиг. II, 68. Оптическая схема координатно-расточного станка мод. 2А450 (а) и растр (б).
Оптическое устройство станка состоит из двух схем отсчета пере-
мещений: стола — в продольном направлении и салазок — в поперечном
направлении.
Так как эти схемы тождественны, то ниже рассмотрена лишь оптиче-
ская схема для отсчета перемещений стола (фиг. II, 68, а).
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2А490
419
От электролампы осветителя 1 лучи проходят коллектор 2, который
строит изображение нити лампы в передней фокальной плоскости освети-
тельной линзы 3, освещая плоскость штрихов стеклянной масштабной
линейки 5. Линейка 4 не имеет рисок и служит для защиты плоскости
нанесения штрихов и цифр масштабной линейки 5 от пыли. Лучи прохо-
дят через линейку 5 и, пройдя объектив 6, призму 7, пару ахроматических
клиньев S, призму 9, линзу 10, плоско-параллельную пластинку 11 и
линзу 12, дают в плоскости рисунка растра 13 изображение рисок и цифр
с пятикратным увеличением.
Пройдя через проекционный окуляр 14 и защитное стекло 15 и отра-
зившись от плоского зеркала 16, рисунок растра и изображение рисок
проектируется на экран 17 с увеличением 125х. Плоско-параллельная
пластинка 11 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси для сме-
щения изображения рисок масштабной линейки в плоскости растра в пре-
делах 0,02 мм.
Пластинка, установленная в ходе лучей оптического устройства,
поворачивается через рычажную систему от коррекционной линейки,
закрепленной на столе (или на станине).
Коррекционная линейка позволяет исправлять как накопленные,
так и местные ошибки делений масштабной линейки 5. Для исправления
накопленных ошибок коррекционная линейка устанавливается под углом.
Исправление местных ошибок обеспечивается соответствующей кривой
профиля линейки.
Ахроматические клинья 8 могут быть повернуты один относительно
другого в разные стороны, что приводит к смещению изображения риски
масштабной линейки на экране в пределах ±0,5 мм относительно рисунка
растра. Это позволяет установить риску при проведении первого исходного
отсчета к числовому значению, не имеющему десятичных знаков, что
значительно облегчает расчет координат.
Растр (фиг. II, 68, б) представляет собой поперечный масштаб, в кото-
ром расстояние между двумя крайними кружками (или квадратами) равно
5 мм, что соответствует 1 мм масштабной линейки, спроектированному
в плоскости растра с пятикратным увеличением. Наклонными рядами
кружков миллиметр делится на десятые доли. Десятая часть миллиметра
делится последовательным равномерным смещением центров 50 кружков
в каждом наклонном ряду растра. Таким образом, смещение одного кружка
относительно ближайшего, расположенного в смежной горизонтали, равно
0,1 : 50 = 0,002 мм.
Наклонные ряды и горизонтальные строки растра имеют цифровые
обозначения.
Полный размер читается следующим образом: число целых милли-
метров проектируется вместе с риской как обозначение масштабной ли-
нейки; десятые доли миллиметра будет показывать цифра, помещенная
над наклонным рядом, который пересекает риска линейки; сотые и тысяч-
ные доли миллиметра обозначены на конце горизонтальной строки, в ко-
торой лежит пересекаемый риской кружок.
В примере, приведенном на фиг. II, 68, б, число целых миллиметров,
обозначенных на масштабной линейке и спроектированных на экран
вместе с риской, составляет 245 мм, а отсчет по растру показывает 0,508 мм,
т. е. в данном случае размер установленной координаты равен 245,508 мм.
Растр позволяет отсчитывать также 0,001 мм\ в этом случае изображе-
ние штриха ложится на два смежных кружка, перекрывая каждый на
половину.
27*
420
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
При быстром перемещении стола и салазок необходимо пользоваться
грубыми масштабными линейками, которые установлены на станке для
каждого из перемещений, так как в этом случае изображение рисок мас-
штабной линейки на экране не будет четким.
Применение оптического измерительного устройства с растровым
экраном требует большого увеличения — не менее 100х, а это не дает
возможности обеспечить хорошую четкость проекции штрихов масштаб-
ной линейки на матовой поверхности экрана.
Электрическая схема станка и системы предварительного
набора координат
Электрическая схема станка (фиг. II, 69, 70) включает в себя электро-
приводы шпинделя, стола и салазок, механизмов зажима, охлаждения,
а кроме того, обеспечивает освещение оптики станка, блокировку и за-
щиту при различных режимах работы отдельных ее агрегатов.
Вращение расточного шпинделя, перемещение стола и салазок произ-
водятся от двигателей постоянного тока, а зажим стола и салазок и привод
насоса охлаждения — от асинхронных электродвигателей. Для питания
электродвигателей постоянного тока имеются усилйтели магнитный и
электромашинные.
Электрическая схема обеспечивает включение вращения шпинделя
(фиг. II, 69, а), его отключение с торможением, бесступенчатое изменение
числа оборотов, а также медленное вращение с «ползучей» скоростью.
Пуск шпинделя производится в две ступени при помощи магнитных
пускателей и контролируется реле времени.
Медленное вращение шпинделя может быть включено лишь после его
останова. Нагрузка шпинделя контролируется амперметром. Величина
хода шпинделя ограничивается конечным выключателем.
Электроприводы стола и салазок. Электрической схемой станка обеспе-
чиваются следующие режимы работы: предварительный набор координат
от постоянной базы; набор координат оператором (без предварительного
набора); рабочая подача стола и салазок при фрезеровании и быстрые
их перемещения.	'	,
Перемещение стола и салазок может происходить одновременно;
это обеспечивается наличием двух совершенно одинаковых схем с дубли-
рованием аппаратуры1.
Требуемый режим работы станка устанавливается переключателями
на пульте управления. Система задания координат обеспечивает переме-
щение стола и салазок на величину, предварительно установленную по
лимбам механизма предварительного набора координат (см. фиг. II, 71).
При этом в зависимости от направления устанавливаемой координаты —
«Вправо» или «Влево», «Вперед» или «Назад» — включаются соответ-
ствующие реле и загораются сигнальные лампочки.
Система отсчета координат в данном станке выполнена на основе
следящей системы, где в качестве измерителей рассогласования между
угловыми положениями исходного (задающего) и конечного звена приме-
нены бесконтактные сельсины, работающие в трансформаторном режиме.
Следящая система в данном станке выполнена двухканальной, т. е.
имеется два сельсина-датчика и два сельсина-приемника для набора
* В схемах перед обозначением аппаратов и машин цифра 1, стоящая впереди, озна-
чает < что аппарат относится к приводу стола, цифра 2 — к салазкам. В описании, для
упрощения, эти обозначения будут относиться только к столу.
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2А450
421
каждой из координат (фиг. II, 71, ей II, 72). Одна пара сельсинов (датчик
и приемник) включена в систему с передаточным отношением 1 : 1 и обра-
зует точный отсчет (ТО) системы, служащий для обеспечения согласова-
ния при малых углах рассогласования. Другая пара сельсинов включена
в систему через редукторы и образует грубый отсчет (ГО), который обес-
печивает согласование при больших углах рассогласования.
Сельсины ГО имеют только одно устойчивое согласованное положение
при угле рассогласования до 180°.
Подавать на вход усилителя напряжения ошибки ТО и ГО одновре-
менно нельзя, так как они будут искажать друг друга и при определенных
значениях могут находиться в противофазе. Для исключения возможности
этого в схему введен релейный селектор грубого и точного отсчетов,
который состоит из выпрямителя ВГ11 (см. фиг. II, 69, в), поляризован-
ного реле РП и реле РП1.
При больших углах рассогласования управление идет в функции
напряжения грубого сельсина СП Г (фиг. II, 69, б), а при малых — в функ-
ции точного сельсина СПТ. На вход селектора подается напряжение
сельсинов грубого отсчета, регулируемое сопротивлением С27
(фиг. II, 69, в). При уменьшении этого напряжения реле РП размыкает
свои контакты, которые отключают реле РП1. Контакты РП1 отключают
сигнал быстрого перемещения и подключают цепь точных сельсинов.
При этом на вход фазочувствительного устройства вместо напряжения
грубого сельсина будет подаваться напряжение точного сельсина.
Для усиления сигнала ошибки слежения, а также сигнала от стабили-
зирующих устройств, как по напряжению, так и по мощности до величин,
необходимых для работы исполнительного двигателя, применен электрон-
ный усилитель 1ЭУ (фиг. II, 69, б, 70) и электромашинный усилитель
1ЭМУ (фиг. II, 69, б).
На выходе электронного усилителя включены обмотки управления
10У1 и 10УП электромашинного усилителя 1ЭМУ, питающего обмотку
якоря электродвигателя Dx привода стола.
На вход электронного усилителя 1ЭУ при наличии углов рассогласо-
вания подается разность напряжения задающего сигнала, снимаемого
с обмотки сельсина-датчика 1СДТ или трансформатора 1ТДи напряжения
тахогенератора 1ТГ.
При возрастании напряжения задающего сигнала возрастает напря-
жение на входе 1ЭУ, повышается возбуждение и напряжение 1ЭМУ,
вследствие чего число оборотов электродвигателя увеличивается.
При уменьшении задающего сигнала число оборотов электродвига-
теля Dx соответственно снижается.
При постоянной величине задающего сигнала, в результате увеличе-
ния нагрузки ит. п., число оборотов электродвигателя будет уменьшаться;
это снижает напряжение тахогенератора и увеличивает напряжение на
входе 1ЭУ, вследствие чего возбуждение 1ЭМУ и напряжение возрастает
и скорость электродвигателя будет восстановлена.
Так поддерживается постоянная скорость перемещения стола.
Питание обмоток возбуждения электродвигателя 1Д—ОВ1Д и тахо-
генератора OBIT осуществляется напряжением селенового выпрямителя
ВСВ.
Для уменьшения нагрева электродвигателей при их отключении
последовательно с обмотками возбуждения вводится сопротивление СЭВ.
Питание электронных усилителей осуществляется стабилизированным
напряжением.
AV77ZZ
1КЗ :
WC С
Электро-
двигатель
насоса
охлаждения
Нн-0,125квт
Пн=2800°о/мин
Электро-
двигатель
зажима
стола
Нн~0,05квт
пн»1390°й/мин
Электро-
двигатель
привода :
щпйнделя
Бн=2квт
пн = 700 об/мин
пр=700+2800об/мин
Электро-
двигатели
зажима
салазок ।
Бн=0Д5квт
1>^13900б/„м
Стол
вправо
Стол
влево
Быстрое
перемеще-
ние стола
Салазки
вперед,
Салазка
назад
Быстрое
перемеще-
ние сала-
зок
Отработка
координат
при пред-
варитель-
ном наборе
Фиг. 11,69а. Принципиальная электрическая схема станка
А — амперметр; ВВ — выключатель вводной; Ограничители: JBK — хода шпинделя;
с к а т е л и: КЭ — включения ЭМУ; 1К — нулевой защиты; КТ — торможения; КП1 — 1-й сту-
и 2КЗ — зажима стола и салазок; 1 КО и 2К0 — отжима стола и салазок. Кнопки: 1КУ — общего
5КУ — пуска шпинделя; 6КУ — медленного вращения; 7КУ> ЗКУ — включения зажима и отжима
Лампы подсветки: 1Ли 2ЛЪ — оптики; /Л4, 2Л4 — лимбов предварительного набора коор-
2Л$ — отжима и зажима стола и салазок; ЗЛ — включения нагиэяжения; 1ЛЪ, 1Л9, 2ЛЬ, 2Л6 — на-
Обмотки: ОСД — синхронного двигателя; ОВДШ — возбуждения двигателя ДШ. Реле:
движения вперед — салазок, вправо — стола; 1РН, 2РН — движения назад—салазок, влево — стола,
и салазок; 1Р0К, 2Р0К — отработки координат. Реле времени: РВО — освещения оптики;
2РСД — регуляторы скорости стола и салазок; РВД — регулятор возбуждения двигателя ДШ
гнитный усилитель; 2 77 — вы
КЗ
Включение зму
Нулевая защита
двигателей степе
и салазок
•-«№
Стоя
зажат
Отжим
стола
Выдержка
бремени
зажима и
отжима
стола
Салазки
зажаты
Отжим
салазок
Выдержка
бремени
зажима и
отжима
салазок
тку
освещение
оятики
Выдержка бремени
освещения
оптики
20 сек
Торможение
1-я ступень
пуска
Время включе-
ния 2-й ступе-
ни пуска,
окончание тор-
можения
Медленное вра-
щение
Замедление
2-я ступень
пуска,оконча-
ние торможе
ния
_Л_
2К0
-А-»Отжим салазок
2РЗ
мод. 2А450 без системы управления перемещением стола и салазок:
1ВК1, 1ВК2, 2ВК1, 2ВК2 — хода стола и салазок; 6ВК — хода ползушки; магнитные пу-
пени пуска шпинделя; КП2 — 2-й ступени пуска шпинделя; КЗШ — замедления шпинделя; 1КЗ
останова; 2КУ — подготовки работы; ЗКУ — освещения оптики; 4КУ — остановка шпинделя;
стола и салазок; 5/СУ — пуска стола и салазок; 11 КУ, 12КУ — изменения скорости шпинделя,
динат; 4Л, 5Л — лимбов станка; 7Л — линейки салазок Лампы сигнализации: 1Л2, 1Ла, 2Л2,
правление движения; 6Л — лампа микроскопа центроискателя; ЛО — лампа местного освещения.
РТ — тепловые; РО — освещения оптики; РМВ — медленного вращения шпинделя; 1РВ, 2РВ —
1РБП, 2РБП — быстрого перемещения стола и салазок; 1РЗ, 2РЗ — запоминания зажима стола
РВП — 2-й ступени пуска и торможения шпинделя; 1РВВ, 2РВВ — зажима и отжима; 1РСД,
Трансформаторы: 1 Ти — цепей управления; 2ТП — освещения оптики. М У — м а-
ключатель местного освещения.
IK-
КЗ-
Электро
машинный
усилитель
ТипЭМУ-5А
NH* 0,5 к 6т
пн^2850^/мин
1ЭМУ
1К0
1UJK0
1РТ
Us
Электро- >
двигатель
привода Эму
(встроенный)
NH=0,93 квт
1Р1

7^
1СТ01-Г1
^\ТС2Стаби^
1-С1 меж лизания
'Л___________	-
Л
Электродвигатель
перемещения стола
Тип ЭП -245
Мн=0}245квт
Пн=3600°6/мин
2ЭМУ
привода ЭМУ
(встроенный)
0,93 квт
Электро-^
машинный
усилитель
Тип ЭМУ -5 А
NH-0,5квт
пм^ 2850 об/мин
ТЬ«1-
ТРМ
Фиг. II, 696. Принци-
пиальная электриче-
ская схема управле-
ния перемещениями
___:-- стола и сала-
зок станка
мод. 2А450.
Выпрями-
тели: 1ВГ,
2ВГ — герма-
ниевые; ВСВ,
ВСУ —селено-
вые;
д е н с а т о •
р ы:	1Е1,
2Е1 — проти-
воколебатель-
ЮУТ 10УП
(^ахоТенератор
* ^*/ Тип СП-221
1СПГ 1СПТ
КЗ
всв
точного
2-РОК
-РОК
12РСД
.2-С4
сигнал
20У1 20УВ
2СДТ 2СДГ
2-РОК
*2-РП1 г
~601
та
$ill Тахогенератор I
* Тип СЛ-221 g|
5 Лн^3600об/МЦЙ^нЧ38т^
|z-«X я
— л гзу ------------
Электронный 1276
Д- усилитель,
___I 139	Л— а
-66 [Электронный i 1276
---- е-~ "
^з^^СмфигИЗО)
7 Тип СП-221
пн -3600°^MUH'} NH --136
im
1P3
Задающий
i-ррк сигнал
1СЦ
Регулятору,
скорости
стола
т
1-РОк
СЭВ
1СПГ
1СПТ


1-РЛ1
1-РОК
1СДГ 1СДТ

1ФЧ ’
i Фазочувст6и\
I тельный —
I блок I
\[СмфигП,69в)\
646
КОН’
1Е1,
о
х:
6Чв
5
>s
й:
Гп
(220/1106)
2СПТ 2СПГ
2СПТ
2-Е1
2-сг
Ставили
зация
2РОК задающий
1276
Став*
2<Р4
S \Фазочу6стви-^Ц.
2-Т1
2-РФ4
2^П1
тельный
блок

,J
ной обратной
связи; 1Е2,
2Е2 — филь-
трации выс-
ших гармо-
ник; о б м о т-
к и:	1КО,
2 КО— компен-
сационные об-
мотки ЭМ У;
0В1Д,0В2Д—
возбуждения
электродвига-
телей 1Д и 2Д',
ОВ1 Т, 0В2Т—
возбуждения
тахогенерато-
ров 1ТГ и
2ТГ-,	10У1,
10УИ, 20У1,
/QMV м 9QMV’ in ________ пепрключатель включения предварительного набора координат, 51111 — предохранитель плавкий, 1РСД,
с'кор^ти” сголМа и'салаЛзок;	фаз^увЛвительное; IP#! 2РП1 -	Г^Г?сГ
н-4 чсЗ-	- быстрых перемещений; IC6. 2С6 - перемещений по точному сельсину;
й../ ilyi i <	‘	<"• • “ <•	». ...................    е.олп;	2СЛГ 2СД Г - грубого II точного отсчета,
"	......... ....................ере...........    .'<111	X III .руб,....,, .... ....•ч.-.1.,	K..I
/ (II
20У11 — управления
/РVtMUHHi^ae^Tcro" 2СТ0 ~ селеновые столбики ограничения тока; с о п р о т и в л е н л я:
li UlHiin о6рЛ1мой ГЮ1IHI	........- itA ‘>('А - •^ги»11..мм.лч»1Ы«< iC.Fi. 2С.Ч — быстпых пеоек
I и 5 |.ф.| i i I« i I н
« Hlft е>
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2А458
425
Фиг. II, 69в. Схема фазочувствительного блока.
ТРФ — разделительный трансформатор; сопротивления: С21,	С22 — сеточное:
С23, С24 — делителя; С25 — балансировочное; С26 — регулятор чувствительности по входу
точного сельсина; С27 — регулятор чувствительности селектора; реле: РП — селектора;
РП} — размножения сигнала реле селектора; РФЧ — фазочувствительное; конденса-
торы: ЕЮ, Ell, Е12 — фильтрующие; ЭЛ11 — двойной триод; ВГ11 — германиевый
выпрямитель селектора.
Питание
^1276
ГС
В л од
Фиг. II, 70. Схема электронного усилителя.
d ох 14д
426
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Для значительного увеличения скорости двигателя 1Д последовательно
с обмоткой возбуждения тахогенератора включается сопротивление /С5,
а для некоторого увеличения скорости при работе от точного сельсина
сопротивление 1С6.
Направление перемещения стола или салазок при работе с предва-
рительным набором координат определяется знаком угла рассогласования,
т. е. направлением поворота роторов задающих сельсинов 1СДТ, 1СДГ.
При повороте оператором этих сельсинов на их обмотках возникает на-
пряжение рассогласования, которое поступает на вход фазочувствитель-
ного блока (фиг. II, 69, в).
В зависимости от положения реле РП и РП1 то или другое напряжение
подается на сетку лампы 6Н2П. Анодная цепь лампы 6Н2П питается ста-
билизированным напряжением переменного тока. При включении на ее
сетки различного характера напряжений рассогласования (совпадающего
по фазе с напряжением анодной цепи или сдвинутого на 180е) замыкается
тот или другой контакт фазочувствительного реле 1РФЧ (фиг. II, 69, б,в).
Реле 1РФЧ подготавливает цепь катушки реле 1РВ (фиг. II, 69, б) для
осуществления движения стола вправо или IPtf — влево.
Направление движения указывается лампами сигнализации. Электри-
ческой схемой предусмотрена возможность включения электродвигателей
стола и салазок лишь после того, как они будут отжаты. Зажим и отжим
происходит при нажатии кнопки на пульте управления.
При помощи устройства для предварительного набора координат от-
счет перемещений при установке координат задается с точностью до 0,1 мм.
Отработка производится в точку, лежащую в пределах 0,5 мм, до заданной
координаты. Точная же установка требует ручного перемещения с кон-
тролем по экранам.
При ручном управлении приводом перемещения стола и салазок
оператор пользуется регулятором 1РСД (фиг. II, 69, б). Для быстрого
перемещения стола регулятор 1РСД ставят в крайнее положение, что
приводит к уменьшению напряжения тахогенератора, а следовательно,
и к увеличению скорости вращения электродвигателя В крайних
положениях ход стола ограничивается конечными выключателями.
Механизм набора координат
Механизм набора координат (фиг. II, 71) представляет собой двух-
ступенчатый редуктор с цилиндрическими зубчатыми передачами 15, 12
и 13, 11, общее передаточное отношение которых равно Величина
очередной координаты устанавливается со сравнительно небольшой точ-
ностью на пульте задающего устройства до начала перемещения; эта
установка может быть совмещена по времени с обработкой предыдущего
отверстия.
Исполнение команды происходит после нажатия кнопки на пульте
управления. Заданный размер и точность исполнения обеспечивают пере-
мещение стола или салазок в положение, близкое к окончательному.
Дальнейшее перемещение производится вручную с контролем по растру
на экране оптического устройства (см. фиг. II, 68, а). Механизм набора
координат (фиг. II, 71) состоит из двух самостоятельных секций, одинако-
вых по конструкции и управляющих: одна — перемещением стола, вто-
рая — перемещением салазок.
Валик 1 установки размера связан соединительной муфтой 14 с точ-
ным сельсином СТ, а валик 4 — с грубым сельсином СГ. На валик 4

КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2А450
Фиг. II, 71. Механизм набора координат станка мод. 2Л450:
а — развертка: б — вид сверху.
428
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
свободно посажен лимб 6 отсчета десятых долей миллиметра и закреплен
лимб 3 отсчета десятков миллиметров. Лимб 6 связан с лимбом 3 зубчатыми
передачами 5 и 2, 2 и 16, 15 и 12,13 и И, передаточное отношение которых
равно:
. _ 42 16 16 _ 1
1	77 ’ 80 ‘ 96 “ 55 ’
Один оборот точного лимба 6 соответствует перемещению в 40 мм, а поло-
вина оборота грубого лимба 3 — перемещению, равному 1100 мм.
Для стола
Для салазок
Фиг. II, 71в. Кинематическая схема механизма набора координат.
Зубчатые передачи механизма выполнены так, что в каждой паре
большое зубчатое колесо состоит из двух частей, между которыми поме-
щена спиральная пружина 10, разворачивающая венцы зубчатого колеса
в противоположные стороны и выбирающая таким образом зазоры в за-
цеплении.
Чтобы отсчет по лимбам не расходился с отсчетом по точным шкалам
(см. фиг. II, 68), после сдвига изображения штриха оптическим клином 8,
необходимо сдвинуть визирную риску отсчетной пластинку 9 (фиг. II, 71, а)
на ту же величину. Для этого, вращая рукоятку (головь у) 7, через пару
конических колес перемещают ползушку 8, с которой3-скреплена пла-
стинка 9.	'	.
Механизм следящей системы
Изображенный на фиг. II, 72 узел представляет собой двухступенча-
тый редуктор с цилиндрическими зубчатыми передачами 7 и 4, 3 и 2,
имеющими общее передаточное отношение 1 : 30. Ведущий валик 5 с одной
стороны через реечное колесо 6 соединяется с рейкой 9 стола или сала-
зок, с другой стороны — через соединительную муфту 8 с точным
сельсином СТ.
Выходной валик 1 соединен с грубым сельсином СГ. Связь между
механизмом набора координат и следящими системами осуществляется
электрическим путем. Редуктор следящей системы крепится к салазкам
(станине) через шарнирный палец 10 и пружиной 11 прижимает реечное
колесо к рейке, выбирая таким образом люфт.
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2А450
429
вид со снятым кожухом
Фиг. II, 72. Механизм следящей системы станка мод. 2А450:
(развертка и кинематическая схема).
430
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Стол и салазки
Стол и салазки имеют одну плоскую направляющую и одну призмати-
ческую направляющую качения. На нижней и боковых плоскостях стола
смонтированы: грубая масштабная линейка, ленты зажима, оптическая
масштабная линейка, коррекционная линейка, рейка перемещения стола
и рейка следящей системы.
На передней стенке салазок смонтированы экраны продольного и
поперечного перемещений, механизм предварительного набора коорди-
нат и пульт управления станком.
Внутри салазок смонтированы устройства проекционной оптики,
редукторы перемещения стола и салазок и редуктор зажима стола. На
задней хвостовой части салазок смонтированы электродвигатели пере-
мещения стола и салазок и механизм следящей системы перемещения стола.
В крайних положениях стола и салазок происходит автоматическое
отключение двигателей их перемещения.
Описанная конструкция станка является усовершенствованной по
сравнению с предыдущей моделью станка 2А450. Разработана совершенно
новая электрическая схема, позволяющая одновременно перемещать стол
и салазки, пересмотрен способ окончательного доведения заданной коор-
динаты при предварительном наборе, улучшена оптическая схема, пере-
смотрен привод вращения шпинделя и способ его бесступенчатого регули-
рования и др.
ГЛАВА IX
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
§ 1.	ТИПЫ ЗАТОЧНЫХ СТАНКОВ
Заточные станки предназначены для заточки как нового, так и затупив-
шегося инструмента. Они применяются при производстве инструмента
в массовом масштабе на специальных инструментальных заводах и в ин-
струментальных цехах механических заводов, а заточные станки некото-
рых типов — также и в механических цехах.
Заточные станки подразделяются на две группы: 1) для абразивной
заточки и доводки инструмента из быстрорежущей стали и инструмента,
оснащенного твердыми сплавами; 2) для безабразивной заточки и доводки
режущего инструмента.
Ко второй группе относятся станки для анодно-механической заточки
и для электроискровой заточки и доводки инструмента.
Основной парк заточных станков составляют станки, работающие
абразивным инструментом. В настоящее время в промышленности полу-
чают все более широкое распространение алмазные круги для заточки
и доводки режущего инструмента, оснащенного твердосплавными пла-
стинками.
Применение алмазных заточных кругов вместо абразивных значи-
тельно повышает производительность. Заточка инструмента алмазными
кругами на металлической связке позволяет в ряде случаев исключить
операцию доводки инструмента.
Заточные станки подразделяются на универсальные и специальные.
На универсальных заточных станках можно затачивать режущий
инструмент различного вида — развертки, зенкеры, фрезы, резцы, зубо-
резный инструмент и др. Для установки и закрепления затачиваемого
инструмента эти станки снабжаются приспособлениями.
Специальные заточные станки предназначены для заточки лишь ин-
струмента определенного вида — резцов, сверл, червячных фрез, протя-
жек и др.
Режущий инструмент доводится на специальных доводочных станках.
Инструмент, оснащенный твердым сплавом, можно доводить также на
таких заточных станках, которые предназначены как для заточки, так
и для доводки такого инструмента.
До сравнительно недавнего времени заточка и доводка режущего
инструмента производилась исключительно вручную. В настоящее время
этот процесс также подвергается автоматизации; имеются заточные станки,
работающие по автоматическому циклу — мод. B3-32 для заточки сверл;
мод. ВЗ-49 для заточки разверток и др. По полуавтоматическому циклу
работают станки мод. 3662 для заточки червячных фрез, мод. 3659А и
3659М для заточки сверл и др.
432
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
С целью резкого повышения производительности созданы автоматы
с непрерывным процессом затачивания сверл — мод. НИ-3-1.
Ниже рассматриваются лишь три типа заточных станков: универ-
сально-заточной, полуавтомат для заточки сверл и полуавтомат для за-
точки червячных фрез.
Универсально-заточные станки мод. ЗА64 и ЗА64М, широко исполь-
зуемые в настоящее время на отечественных заводах, не отвечают требова-
ниям, предъявляемым к станкам для алмазной заточки инструмента.
В последнее время разработаны типовые проекты модернизации этих
станков, предусматривающие необходимые в них изменения, которые
обеспечат удовлетворение требований, предъявляемых к заточному станку
при работе алмазным крутом.
§ 2.	УНИВЕРСАЛЬНО-ЗАТОЧНОЙ СТАНОК МОД. ЗА64
И ЕГО МОДЕРНИЗАЦИЯ
Станок (фиг. II, 73) имеет следующие основные узлы: станину /, суп-
портное устройство 2 и шлифовальную головку 3.
Станина 1 представляет собой чугунную отливку коробчатой формы,
на верхней горизонтальной плоскости которой обработаны направляющие
для нижних салазок.
Суппортное устройство (фиг. II, 74) имеет нижние салазки /7, продоль-
ный стол 15 и поворотный стол 18. Нижние салазки 17 перемещаются по
направляющим станины с помощью винта 14 и гайки 13 при вращении
одного из маховичков 10. Дублирование этого маховичка имеет целью
обеспечить удобство обслуживания станка. Продольный стол 15 переме-
щается по направляющим 12 нижних салазок, выполненным в виде напра-
вляющих качения. Быстрое перемещение производится рукояткой 16
через реечное колесо 24 и рейку 25. медленное перемещение — рукоят-
кой 19. скрепленной с корпусом планетарного механизма, передаточное
отношение которого равно . Для предотвращения боковой игры про-
дольного стола по концам нижних салазок посажены на осях по два
шарикоподшипника 32 и 35. которые охватывают с обеих сторон гребень 26
продольных салазок. Для возможности регулирования зазора между греб-
нем 26 и роликами-шарикоподшипниками 32 и 35 оси подшипников 35
закреплены в качающихся рычагах 34 и пружинами 33 прижимаются к бо-
ковой стенке гребня 26.
На передней стенке стола имеется Т-образный паз для крепления
переставных упоров 20. которые служат для ограничения продольного
хода стола при соприкосновении с упором 23, неподвижно закрепленным
на нижних салазках.
Поворотный стол 18 центрируется на продольном столе цапфой 11.
Угловая установка поворотного стола производится при помощи руко-
ятки 31, винта 30 и гайки 28, закрепленной на продольном столе, планки 27
и пальца 29. установленного в поворотном столе. Угловое смещение отсчи-
тывается по шкале на планке 27 с ценой деления, соответствующей
конусности 0,01. Кроме того, имеется градусная шкала 22. закрепленная
на продольном столе 15.
Поворотный стол закрепляется в установленном положении гайкой 21.
Узел шлифовальной головки 3 (фиг. II, 73) состоит из наружной
гильзы 5 и колонки 4. к верхней плоскости которой крепится корпус шли-
фовального шпинделя. На верхней обработанной площадке корпуса шпин-
УНИВЕРСАЛЬНО-ЗАТОЧНОЙ СТАНОК МОД. ЗА64
433
деля крепятся приспособления для установки центров, для внутреннего
шлифования и др. Маховичком через червячную передачу 7, реечное колесо
и рейку 6, закрепленную на гильзе 5, вертикально перемещают шлифоваль-
ную головку. Для установки ее под требуемым углом отпускают гайку Р,
рукояткой 8 поворачивают колонку 4 в гильзе 5 и снова затягивают гайку 9.
Угол поворота головки отсчиты-
вается по шкале, нанесенной на
гильзе 5.
Вращение шпинделю сообщает-
ся через ременную передачу от
Фиг. II, 73. Универсально-заточной станок мод. ЗА64.
электродвигателя мощностью 0,65 кет, который укреплен на гильзе при
помощи угольника. Шпиндель может вращаться со скоростью 3730 или
5600 об/мин.
Область использования универсально-заточного станка расширяется
прилагаемыми к нему приспособлениями для круглого наружного, вну-
треннего, плоского шлифования; для заточки затылованных дисковых
фрез, фрезерных головок, червячных фрез, радиальных резьбовых плашек,
метчиков, длинных разверток, спиральных сверл, зенкеров и других
28 Ачеркан 159

6'6
20
IB
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
УНИВЕРСАЛЬНО-ЗАТОЧНОЙ СТАНОК МОД. ЗА64
435
инструментов; универсальной головкой, передней и задней центровыми
бабками, хомутиком, приспособлением для установки центров. Приспо-
собления, устанавливаемые на верхней шлифованной плоскости поворот-
ного стола, закрепляются на нем с помощью болтов с Т-образными
головками.
Как видно из этого перечня приспособлений, на станке мод. ЗА64
можно производить, помимо заточных операций, также наружное, вну-
треннее и плоское шлифование.
Универсально-заточной станок мод. ЗА64М, в отличие от станка
мод. ЗА64, имеет четыре ступени скорости вращения шлифовального
1 — корпус; 2 — стакан; 3 — оправка; 4 и 8 — гайки; 5 — шпиндель? 6 — шарикоподшипник
радиально-упорный однорядный (класса А); 7 — пружина; 9 — фланец; 10 — ремень плоский беско-
нечный из пластика.
шпинделя; они получаются при помощи двухскоростного электродвига-
теля и двухступенчатой клиноременной передачи. Мощность электро-
двигателя привода шлифовального шпинделя увеличена и составляет
0,75/1 кет при 1420/2850 об/мин\ соответственные числа оборотов шпин-
деля в минуту: 2900 и 5800 или 2000 и 4020.
Шлифовальную бабку прй помощи червячной и реечной пары можно
вручную с двух рабочих мест перемещать вертикально. Высота подъема
бабки увеличена.
Как уже упоминалось, указанные универсально-заточные станки не
отвечают требованиям, предъявляемым к станкам для алмазной заточки
инструмента. В частности, заточка инструмента алмазными кругами на
металлической связке проводится с охлаждением; кругами на органиче-
ской связке заточка может производиться и без охлаждения, но при этом
увеличивается их износ.
После проведенной модернизации1 универсально-заточные станки
мод. ЗА64 и ЗА64М могут использоваться для заточки алмазными и абра-
зивными кругами с охлаждением и всухую.
1 Типовой проект модернизации универсально-заточных станков мод. ЗА64 и ЗА64М,
ЦНИИТМАШ, М., 1963.
28*
436
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
При модернизации этих станков сделано следующее: 1) введен меха-
низм тонкой поперечной подачи, обеспечивающий величину подачи 0,005—
0,01 мм] 2) увеличена жесткость станка установкой новой шлифовальной
головки (фиг. II, 75).
В конструкции шлифовальной головки с целью повышения жесткости
и точности шпинделя увеличены диаметры посадочных шеек под подшип-
ники, а в его опорах установлены радиально-упорные подшипники клас-
са А. Для выбора зазоров и сохранения точности вращения наружные
кольца подшипников левой опоры подпружинены. При модернизации
применена улучшенная конструкция лабиринтного уплотнения подшип-
ников шпинделя. Оправки шлифовальных кругов сажаются в шпиндель
на внутренний конус, что обеспечивает более жесткое крепление по срав-
нению с креплением круга на наружном конусе шпинделя.
С целью уменьшения вибрации рекомендуется приводить шлифоваль-
ный круг не клиновыми, а плоским бесконечным ремнем, предпочтительно
из пластика; такие ремни отличаются более равномерной толщиной по
всей длине, обладают большей эластичностью и долговечностью, чем про-
резиненный плоский ремень.
Для уменьшения вибраций, возникающих при работе станка, ротор
двигателя привода шлифовальных кругов подвергается тщательной дина-
мической балансировке.
При модернизации в станок встраивается узел охлаждения, а для за-
щиты от разбрызгивания охлаждающей жидкости, сбора и отвода ее в бак
служит специальное ограждение. С этой же целью используется специаль-
ный закрытый кожух для шлифовального круга.
§ 3.	ПОЛУАВТОМАТ МОД. 3659А ДЛЯ ЗАТОЧКИ СВЕРЛ И ЗЕНКЕРОВ
Полуавтомат мод. 3659А (фиг. II, 76) предназначен для заточки пра-
вых сверл, трех- и четырехперых зенкеров диаметром 10—80 мм с задними
углами в пределах 6—17° и углами при вершине в пределах 70—140°. На
станке можно также затачивать инструмент с двойными углами при вер-
шине.
Задние поверхности сверл затачиваются по винтовой поверхности ко-
нической частью шлифовального круга.
На станке осуществляются следующие движения:
1)	вращение шлифовального круга;
2)	вращение установленного в патроне затачиваемого инструмента;
3)	возвратно-поступательное перемещение шлифовального круга в на-
правлении оси шпинделя станка;
4)	планетарное движение шлифовального круга в плоскости, перпен-
дикулярной к оси шпинделя станка;
5)	автоматическая и ручная подачи затачиваемого инструмента на
шлифовальный круг.
На фиг. II, 77 показана кинематическая схема станка. Вращение
передается шпинделю станка от электродвигателя N = 2,8 кет, п =
0155
= 1420 об!мин, клиноременной передачей с натяжным роликом 20.
От этого же электродвигателя вращение через клиноременную пере-
дачу ’ чеРез зубчатую передачу (зубчатое колесо z = 78 свободно
сидит на валу), муфту /3 и зубчатые колеса приводится во вращение
гильза 7 шпинделя. Для защиты механизмов от перегрузки в шкиве 0 242
ПОЛУАВТОМАТ МОД 3659А ДЛЯ ЗАТОЧКИ СВЕРЛ И ЗЕНКЕРОВ
437
предусмотрена перегрузочная муфта. Муфта 13 служит для включения
и выключения вращения патрона с зажатым инструментом, планетарного
и осевого перемещения шпинделя. Эти три движения между собой кинема-
тически связаны и служат для образования задней винтовой поверхности
на затачиваемом инструменте.
Фиг. II, 76. Полуавтомат мод 3659А для заточки сверл и зенкеров:
1 — станина; 2 — рукоятка установки вытяжной шпонки коробки передач; 3 — каретка; 4 — гайка
зажима верхней каретки; 5 — рукоятка поворота верхней каретки; 6 — рукоятка зажима бабки
заднего центра; 7 — рукоятка зажима заднего центра, 8 — патрон; 9 — зажим губок патрона;
/0 — рукоятка механизма правки; И — откидная у порка; 12 — гайка регулирования упорки на
толщину перемычки; 13 — шлифовальный шпиндель; 14 — рукоятка крана охлаждения; 15 — ру-
коятка установки на величину заднего угла; 16 — кнопка «Пуск»; 17 — кнопка «Стоп»; 18 — шпин-
дельная бабка; 19 — маховичок включения механизма автоматической подачи, вращения патрона,
планетарного и осевого перемещения шпинделя; 20 — рукоятка установки величины подачи; 21 —
механизм подачи; 22 — маховичок ручной подачи каретки; 23 — винт регулирования пружины
натяжного ролика; 24 — выключатели.
Планетарное движение шпинделя 16 со шлифовальным кругом способ-
ствует более равномерному износу круга. Это движение осуществляется
эксцентричным расположением оси шпинделя 16 по отношению к оси гиль-
зы 7. Последняя вращается в разрезных конусных биметаллических под-
шипниках скольжения. Шпиндель смонтирован в эксцентрично-расточен-
ных отверстиях гильзы на радиально-упорных шарикоподшипниках.
438
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
Торцовый кулачок <?, закрепленный на гильзе, имеет три различных
кривых подъема, которые расположены концентрично. В зависимости
от диаметра затачиваемого сверла и требуемой величины заднего угла
в работе участвует одна из этих кривых. Торцовый кулачок 8 прижимается
двумя пружинами 6 к упору 9, закрепленному на корпусе шлифовальной
бабки.
Упор 9 имеет три различных выступа, которые при помощи рукоятки 15
(фиг. II, 76) приводятся в контакт с соответствующей кривой кулачка
и тем самым изменяют величину осевого перемещения шпинделя, а следо-
вательно, при заточке по винтовой поверхности — и величину ее шага.
Изменение величины шага винтовой поверхности позволяет изменять вели-
чину заднего угла затачиваемого инструмента.
В соответствии с величиной диаметра затачиваемого сверла применяют
торцовые кулачки для заточки малых, средних или больших диаметров.
Патрон 5 (фиг. II, 77) получает вращательное движение от цепи вращения
гильзы 7.
Расчетное уравнение настройки для данной цепи:
1 Л	62 30 . 42 22	1
1 об. кулачка5g-= х,
где i = здесь К — соответствующее передаточное отношение зубча-
тых колес коробки передач ( а == gs ; или выбираемое в завися-
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 3659А ДЛЯ ЗАТОЧКИ СВЕРЛ И ЗЕНКЕРОВ
439
мости от затачиваемого инструмента; 1 — 2 при заточке сверл; i — 3 или
4 при заточке соответственно трехперых или четырехперых зенкеров.
Таким образом, сверла затачиваются при включении нижних зубчатых
колес трехвенцового механизма, трехперые зенкеры — при включении
средних и четырехперые зенкеры — при включении верхних зубчатых
колес.
Каретка 3 (фиг. II, 76) с установленным на ней патроном 8 перемещается
по направляющим станины. Каретку можно перемещать вручную, махо-
30
вичком 22 (фиг. II, 76 и 77) через конические зубчатые колеса винт 4
(фиг. II, 77) и гайку, закрепленную на каретке патронодержателя.
На станке можно производить также автоматическую подачу при по-
мощи механизма, показанного нафиг. II, 78. Включение вращения патрона
с инструментом, возвратно-поступательного и планетарного движения
шлифовального круга, установка на глубину снимаемого слоя и вклю-
чение автоматической подачи производится одним маховичком 19
(фиг. II, 76, 77). Поворотом маховичка 19 на угол примерно 40° от кулач-
ка 3 (фиг. II, 77, 78), закрепленного на валике /, через рычаг и вилку вклю-
чается кулачковая муфта 13 (фиг. II, 77) привода вращения патрона, пла-
нетарного и осевого перемещения шпинделя.
Дальнейшим поворотом маховичка 19 (фиг. II, 77), а следовательно,
и кулачка 2 автоматической подачи изделия по лимбу устанавливается
необходимая величина снимаемого при заточке слоя.
После этого, нажав на маховичок 19, включают мелкозубую торцовую
муфту 4 (фиг. II, 78). Кривошип 15, закрепленный на конце распредели-
тельного вала 18 (фиг. II, 77), при своем вращении через шатун 14
(фиг. II, 77, 78) и рычаг 12 передает качательное движение собачке И,
которая поворачивает храповое колесо 10, а следовательно, и червяк 8
(k — 1, фиг. II, 78), с червячным колесом 5 (z = 60), осуществляя враще-
ние кулачка 2 — автоматической подачи каретки изделия.
Кривая кулачка 2 выполнена так, что величина подачи в процессе за-
точки изменяется; в начале цикла, когда происходит грубая заточка,
подача имеет наибольшую величину, затем величина подачи уменьшается
и в конце заточки происходит процесс выхаживания (подача равна нулю).
Это повышает качество заточки инструмента. Величина максимальной
подачи регулируется в пределах 0,04—0,005 мм при помощи щитка 13,
закрывающего часть зубьев храпового колеса 10 (фиг. II, 77, 78). Вели-
чина подачи изменяется рукояткой 9 (фиг. II, 78). Этой же рукояткой уста-
навливают валик 1 в положение, при котором планетарное движение шпин-
деля и вращение патрона будут включены с учетом поворота маховичка 19
на 40° от исходного положения.
В конце цикла автоматическая подача отключается упорами 7, распо-
ложенными на маховичке 19, которые, встречаясь с торцовыми кулач-
ками 16, постепенно выводят из зацепления мелкозубую торцовую муфту 4.
После отключения автоматической подачи пружина кручения 6 пово-
рачивает валик 1 с маховичком 19 и кулачком 2 в исходное положение,
а кулачок 3 отключает муфту 13 (фиг. II, 77), и происходит отключение
вращения патрона, планетарного и осевого движения шпинделя. Следо-
вательно, по окончании заточки все движения, кроме вращения шлифо-
вального круга, автоматически отключаются, а затачиваемый инструмент
отводится от круга.
Каретка 3 (фиг. II, 76) состоит из двух частей. Нижняя часть (салазки)
перемещается по направляющим станины параллельно оси шпинделя.
г-г
Фиг. П, 78. Механизм подачи полуавтомата мод. 3659А.
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 3662 ДЛЯ ЗАТОЧКИ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ
441
Верхняя часть, вместе с патрономи зделия, может устанавливаться под
углом относительно оси шпинделя. Угол поворота отсчитывается по шкале.
После установки верхняя часть закрепляется винтом и гайкой 4.
Затачиваемый инструмент перед закреплением устанавливается в па-
троне по специальной откидной упорке, закрепленной шарнирно на торце
патрона. На конусе упорки имеется регулируемый зуб, который можно
перемещать и по специальной шкале устанавливать на заданную толщину
перемычки затачиваемых сверл. Для заточки зенкеров зуб устанавливают
в нулевое положение.
На штанге сзади патрона имеется подвижной центр, который служит
дополнительной опорой, центрирующей инструмент.
На корпусе нижней каретки закреплен механизм правки шлифоваль-
ного круга. Правка производится твердосплавным роликом или алмазным
карандашом.
В станине расположен бак с охлаждающей жидкостью; жидкость
подается электронасосом производительностью 22 л/мин.
Механизмы шпиндельной бабки, каретки и шпинделя смазываются от
плунжерного насоса, который укреплен на задней крышке шпиндельной
бабки. Возвратно-поступательное движение передается на плунжер насоса
от эксцентрика 17 (фиг. II, 77).
При модернизации этого станка (новая модель 3659М) произведен ряд
конструктивных улучшений, что позволило повысить его производитель-
ность. Так, введены реечный механизм подвода заднего центра и устрой-
ство для корректировки угла установки затачиваемого инструмента, по-
ставлены более точные подшипники шпинделя и др.
§ 4.	ПОЛУАВТОМАТ МОД. 3662 ДЛЯ ЗАТОЧКИ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ
Назначение и кинематическая схема станка. Станок (фиг. II, 79)
предназначен для заточки передних поверхностей зубьев червячных фрез
диаметром от 50 до 200 и длиной от 20 до 200 мм. Полуавтомат имеет
следующие автоматические и установочные движения:
1)	возвратно-поступательно^ движение стола;
2)	поворот шпинделя делительной бабки; для деления фрезы с целью
последовательной заточки ее зубьев; для поворота фрезы при заточке фрез
с винтовыми канавками; для подачи фрезы на шлифовальный круг после
каждого полного оборота ее; установочный поворот шпинделя для выверки
положения фрезы относительно шлифовального круга;
3)	вращение шлифовального круга;
4)	осевое перемещение пиноли со шлифовальным шпинделем;
5)	подъем и опускание колонки с закрепленной на ней шлифовальной
головкой;
6)	поворот колонки с электродвигателем шлифовального круга вокруг
вертикальной оси;
7)	ручное перемещение стола.
Перечисленные движения осуществляются следующим образом
(фиг. II, 80):
1.	Возвратно-поступательное движение стол получает от гидравличе-
ского привода; это движение регулируется как по скорости (v — 2—
10 м/мин), так и по длине хода.
2.	Поворот шпинделя делительной бабки для индексирования заготовки
происходит в то время, когда стол неподвижен, находится в крайнем левом
положении и шлифовальный круг полностью вышел из канавки фрезы.
10 11
13
74’
15
16

ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
Фиг. II, 79. Полуавтомат мод. 3662 для заточки червячных фрез:
/ — маховичок установки на шаг спирали; 2 —лимб поворота линейки (в граду
3 — маховичок ручного перемещения стола; 4 — рукоятка зажима переставного
кулачка; 5 — рукоятка зажима пиноли шлифовального шпинделя; 6 — махови-
чок вертикального перемещения шлифовальной головки; 7 — рукоятка фиксации
вертикального перемещения шлифовальной головки; 8 — рукоятка зажима
пиноли задней бабки; 9 — болт зажима задней бабки; 10 — рукоятка перемеще-
ния пиноли; 11 — кнопка для выталкивания центра задней бабки; 12 — кнопоч-
20
22 /
232k
ная станция; 13 — шлиц ручного деления при остановленном столе; 14 — руко-
ятка «Пуск-Стоп» стола; 15 — рукоятка фильтра; 16 — рукоятка установки скорости стола; 17 — зажим линейки; 18 — переключатель
величины подачи; 19 — маховичок вертикального перемещения шлифовальной головки; 20 — маховичок перемещения механизма правки;
2/ — рукоятка переключения автоматической подачи; 22 — рукоятка включения автоматической подачи; 23 — лимб установки толщины
снимаемого слоя металла; 24 — маховик для установки шлифовальной головки на угол.
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 3662 ДЛЯ ЗАТОЧКИ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ
443
В левом положении стола срабатывает золотник 15, который через
рычаг 7, муфту 9, рычаг 10 поднимает ползушку 14, выводя фиксатор 13
из паза делительного диска 12, после чего поршень-рейка 17 через зубчатое
колесо 16, свободно сидящее на шпинделе, собачку 20 и храповое колесо 18
поворачивает шпиндель делительной бабки. При этом фиксатор 13 сколь-
зит по поверхности делительного диска 12 до западания в его очередной
паз; после этого поршенек золотника /5, а затем и поршень 22 возвра-
щаются в свои исходные положе-
Фиг. II, 80. Кинематическая схема полуавтомата мод. 3662 для заточки чер-
вячных фрез.
Возвращаясь в исходное положение, собачка 20, выйдя из зацепления
с храповыми колесами, располагается на заслонке (щитке) 21. Это позво-
ляет шпинделю поворачиваться при возвратно-поступательном движении
стола, что необходимо для обработки винтовой поверхности канавки фрезы.
Поворот шпинделя делительной бабки вместе с фрезой при заточке фрез
с винтовыми канавками производится следующим образом.
На шпинделе свободно посажен диск 11. Диск связан с ползуном 6
посредством стальных лент 8. На конце ползуна 6 установлены два сфери-
ческих шарикоподшипника, входящие в паз линейки 29, которую при за-
точке фрез с винтовыми канавками можно устанавливать маховичком 5
через червяк 2 и червячный сектор 1 под соответствующим углом к напра-
влению хода стола.
Расчетное перемещение для установки линейки получается из того
условия, что один оборот изделия соответствует перемещению стола на
длину, равную шагу Т винтовой канавки.
444
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
Расчетное уравнение данной цепи
1 об. изделия nD = Т tg а,
где D — диаметр диска 11 и
а — угол наклона копирной линейки.
Отсюда расчетная формула настройки для данного станка
Линейка допускает поворот на любой угол в пределах до ±21°. Одно
деление лимба маховичка 5 соответствует повороту линейки на Г.
При движении стола в обратную сторону ползун 6 получает возвратно-
поступательное движение, а диск 11 поворачивается то в одну, то в дру-
гую сторону. Это движение передается далее от диска И на шпиндель,
связанный с ним через фиксатор 13 и делительный диск /2.
Одновременно с поворотом шпинделя при делении собачка 20 повора-
чивает свободно сидящий на неподвижном фланце храповик 19. Упор
на этом храповике один раз за оборот фрезы нажимает через рычаг на
кнопку микропереключателя 23 и включает электромагнит 27. При этом
якорь последнего сообщает качание собачке 28, которая поворачивает
храповое колесо 4 и через винт 3 перемещает салазки, на которых устано-
влена линейка. Шпиндель получает дополнительное вращение, осущест-
вляя круговую подачу на глубину затачивания.
Величина подачи на один оборот фрезы может составлять от 0,01 до
0,03 мм. Далее поворот шпинделю от линейки передается через ползун 6
и диск 11.
Поворот шпинделя делительной бабки для выверки фрезы относительно
шлифовального круга производится путем перемещения вверх или вниз
линейки 29 с помощью рукоятки 30 на винте 3.
Храповое колесо 4, связанное с винтом 3 посредством фрикциона, при
этом должно быть выключено.
3.	Шлифовальная головка крепится к верхней плоскости гильзы
колонки. В корпусе головки перемещается пиноль шлифовального шпин-
деля. Шпиндель получает вращение от фланцевого электродвигателя
N = 1 квт\ п — 2800 об/мин, через упругую муфту.
4.	Поперечное перемещение шлифовального шпинделя, необходимое
для правки круга и установки его образующей по оси фрезы, осущест-
вляется перемещением пиноли в корпусе шлифовальной головки при
помощи маховичка 34 через червяк 35, зубчатое колесо 36, червяк 38 и
рейку на гильзе пиноли 37.
5.	Подъем и опускание гильзы вместе с закрепленной на ней шлифо-
вальной головкой производится с помощью винта 39, приводимого в дви-
жение от маховичка 33 через червяк 31 и винтовое зубчатое колесо 32.
Перемещение гильзы происходит по цилиндрической направляющей
колонны.
6.	Поворот колонны и шлифовальной головки вокруг вертикальной
оси, необходимый для установки круга на угол наклона винтовой канавки
затачиваемой фрезы, производится вращением маховичка 42 через чер-
вяк 40, зубчатое колесо 41 и зубчатый сектор 43, закрепленный на плите.
Угол поворота колонны отсчитывается с точностью Г по шкале, закреплен-
ной на плите, и лимбу на маховичке.
Подача фрезы на шлифовальный круг после снятия с передней поверх-
ности зуба фрезы заранее установленного припуска выключается автома-
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 3662 ДЛЯ ЗАТОЧКИ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ
445
тически и одновременно подается сигнал. Это позволяет одному рабочему
обслуживать несколько станков.
7.	Ручное перемещение стола производится при помощи маховичка 26
через реечное колесо 25 и рейку 24.
Конструкция станка. По направляющим станины (см. фиг. II, 79)
перемещается стол, на котором слева закреплена делительная бабка,
справа установлена и может перемещаться по Т-образной направляющей
задняя бабка.
Пуск, останов, перемещение и регулирование скорости стола произ-
водится посредством гидравлики. Для пуска и останова служит рукоят-
ка 14, для установки скорости перемещения стола — рукоятка 16. На пе-
редней поверхности стола имеется Т-образный паз для крепления кулач-
ков реверса. Правый кулак, определяющий крайнее левое положение
стола, закрепляется в пазу стола жестко; левый кулак — переставной,
он закрепляется после установки поворотом рукоятки 4. Крайнее поло-
жение кулака ограничивается упором.
При установке и наладке используется механизм ручного перемещения
стола, для чего служит маховичок 3.
Сзади станка на правой части станины устанавливается колонка шли-
фовальной головки. На передней стенке станины укреплен механизм по-
дачи, кнопочная станция 12 управления электроаппаратурой и механизм
управления гидроприводом.
В верхней части станины размещены детали механизма подачи,
а внизу — электроаппаратура. В правой части расположены гидропривод
и пульт управления.
Направляющие смазываются под давлением.
Делительная головка (фиг. II, 81) состоит из делитель-
ного механизма, привода вращения шпинделя при заточке фрез с винто-
выми канавками и механизма подачи фрезы на шлифовальный круг.
Делительный механизм выполняет деление затачиваемой червячной
фрезы и фиксацию шпинделя при помощи гидравлики.
Опорами шпинделя 2 в корпусе 1 являются две пары радиально-
упорных шарикоподшипников, установленных с предварительным натя-
гом. На заднем — коническом — конце шпинделя закреплена ступица 5,
к которой привертывается сменный делительный диск 4 с числом пазов,
равным числу канавок затачиваемой фрезы. Диски центрируются по цилин-
дрической поверхности ступицы 5 и по направляющему пальцу 6.
На левом конце шпинделя на двух радиально-упорных подшипниках
установлен поводок 10 с делительным диском 8. К торцу поводка 10 при-
креплены V-образные направляющие, по которым в радиальном направле-
нии перемещается ползушка 7 с фиксатором 9, западающим в пазы дели-
тельного диска 8.
Ползушка 7 с фиксатором получает перемещение через муфту 3, ры-
чаг 11 и рычаг 13, который связан со штоком гидравлического золотника.
Фиксатор 9 выводится из делительного диска 8 при крайнем левом поло-
жении стола. Для ввода и затягивания фиксатора служат пружины,
действующие непосредственно на ползушку 7. Фиксатор выводится вруч-
ную поворотом валика 12, для чего шестигранный конец валика выведен
на заднюю стенку бабки. Поворот шпинделя при делении заготовки про-
изводится поршнем-рейкой цилиндра деления, который установлен на
корпусе делительной бабки, через зубчатое колесо 21, свободно сидящее
на шпинделе, собачку 17 и жестко закрепленное на шпинделе храповое
колесо 20.
вид Г
Фиг. II, 81. Делительная
головка полуавтомата мод. 3662 для заточки червячных фрез.
ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
ПОЛУАВТОМАТ МОД. 3662 ДЛЯ ЗАТОЧКИ ЧЕРВЯЧНЫХ ФРЕЗ
447
Как только деление закончено и фиксатор 9 вошел в паз делительного
диска 4, поршень возвращается в исходное положение.
Возвращаясь в исходное положение, собачка 17 располагается на за-
слонке (щитке), выходя из зацепления с храповыми колесами, что дает
возможность поворачивать шпиндель при возвратно-поступательном дви-
жении стола для заточки фрез с винтовыми канавками.
Во время деления (вывод фиксатора, поворот шпинделя и западание
фиксатора в следующий паз делительного диска) стол остается неподвиж-
ным в своем левом крайнем положении. Команду на движение вправо стол
получает только тогда, когда деление полностью закончено, шпиндель
зафиксирован и поршень-рейка снова находится в своем исходном поло-
жении. Эта последовательность предусмотрена соответствующей блокиров-
кой в гидравлической системе.
Поворот шпинделя во время возвратно-поступательного движения
стола, необходимый для обработки фрезы с винтовыми канавками, осу-
ществляется от копирной линейки через ползун 26, связанный с делитель-
ным диском 8 посредством стальных лент 25. Натяжение лент регулируется
винтами 27.
Круговая подача шпинделя на глубину затачивания производится
один раз за оборот фрезы включением электромагнита подачи от микро-
переключателя 24, установленного на крышке 22. В зависимости от диа-
метра фрезы подача может составлять 0,004—0,05 мм на оборот фрезы.
Микропереключатель включается после полного оборота храпового коле-
са 19, свободно сидящего на фланце 18, через рычаг 23. Храповое колесо 19
при делении поворачивается синхронно с затачиваемой фрезой.
Зазор в направляющих ползушки 7 и поводка 10 регулируется кли-
ном 14 с помощью винтов 15 и гаек 16.
Для правки шлифовального круга служит приспособление, которое
установлено на корпусе шлифовальной головки. Перед правкой круга
пиноль зажимается.
ГЛАВА X
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ
ИНСТРУМЕНТА
Комплексная механизация и автоматизация производственных про-
цессов является в настоящее время главным направлением технического
прогресса. Она имеет особо важное значение для крупносерийного и мас-
сового производства, к которому относится и производство стандартного
режущего инструмента на инструментальных заводах.
Наряду с созданием автоматических линий с полным законченным
циклом обработки инструмента, включающих совершенно новые специ-
ально созданные для этой цели автоматы, большое место отводится автома-
тизации универсальных и специальных станков и другого используемого
оборудования. Оснащая действующие станки соответствующими загру-
зочными и другими автоматическими устройствами, создают полные авто-
маты. Соединяя между собой эти автоматы, согласно технологическому
процессу, при помощи различных автоматических действующих транспорт-
ных устройств, создают автоматические линии.
Такой метод автоматизации массового производства очень эффективен;
он позволяет значительно повысить производительность труда при одно-
временном снижении себестоимости изделий и улучшения их каче-
ства.
Институтом Оргстанкинпром совместно с инструментальными заво-
дами созданы и успешно эксплуатируются автоматические линии по про-
изводству машинных и ручных метчиков с количеством станков до 22
в каждой линии. По мере изготовления специальных.автоматических стан-
ков для затачивания и затылования метчиков, резьбошлифовальных, упа-
ковочных и других автоматов будет решен вопрос об автоматизации всего
цикла по производству метчиков — от заготовки до их упаковки.
§ 1. АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
Большая номенклатура стандартного инструмента, в частности, мет-
чиков, и широкий ассортимент их размеров,ча также необходимость исполь-
зования механизмов одного и того же назначения на различных станках
потребовали проведения широкой унификации и нормализации встраи-
ваемых механизмов и автоматических устройств.
Такими механизмами целевого назначения являются: приемные бун-
керы, механизмы поштучной выдачи, распределительные механизмы, меха-
низмы— ориентации, питания, разгрузки, контроля, счетные, транспорти-
рующие, приводные, а также накопители и другие.
Бункеры служат для приема и накопления заготовок. Заготовки
в бункеры поступают неориентированными (навалом). Ориентация заго-
товок метчиков и поштучное отделение, в зависимости от их конфигурации,
АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
449
может производиться как в самом бункере, так и с помощью специальных
ориентирующих механизмов.
В автоматических загрузочных устройствах применены бункеры с зах-
ватным, вращающимся в наклонной плоскости диском и инерционные
бункеры. К преимуществам бункера первого типа относится плавность
Фиг. II, 82. Бункер с вращающимся захватным диском.
работы, относительно высокая производительность и возможность совме-
щения функции накопителя с поштучной выдачей заготовок. Однако для
метчиков малых диаметров бункеры этого типа неприменимы из-за возмож-
ности застревания их в зазорах между поверхностями вращающегося диска
и неподвижного бункера.
В автоматических линиях для метчиков диаметром от 1 до 6 мм приме-
нены инерционные бункеры. Конструкция бункера показана на фиг. II, 82.
В наклонной плоскости вращается захватный диск /, по окружности
которого расположены по хордам пазы а. В нижнюю часть бункера нава-
лом загружают заготовки метчиков; при вращении диска заготовки запа-
дают в его пазы и выносятся наверх, где через приемное окно б поступают
29 Ачеркан 159
450
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИНСТРУМЕНТА
в механизм ориентации. Надиске 1 установлен шестилопастной перегру-
жатель 4. При вращении диска 1 лопасти перегружателя переносят заго-
товки из нижней части бункера в верхнюю, где они также заполняют
пазы а; вследствие чего повышается коэффициент заполнения. Штыри 5
предназначены для разрушения сводов из заготовок, которые образуются
в нижней части бункера.
Если в загрузочное устройство детали поступают с предыдущей опе-
рации с маслом и стружкой, то применяются бункеры с моечным устрой-
ством, главными частями которого являются насосная установка, кол-
лектор со спрейерами и корыта.
Механизм ориентации. Ступенчатые заготовки метчиков,
поступившие в бункер, первоначально ориентируются по хордам окруж-
ности захватного диска или винтовым несущим желобом инерционного
бункера. Для последующей ориентации заготовок относительно направле-
ния их движения и придания им необходимого положения при обработке,
измерении и так далее, относительно базовых поверхностей служат спе-
циальные ориентирующие устройства.
Для бесступенчатых метчиков двойной ориентации не требуется, и она
осуществляется в бункере захватным диском.
В зависимости от геометрических форм и размеров метчиков, а также
положения их центра тяжести применяются различные принципы ориен-
тации и конструкции механизмов ориентирующих устройств:
1) использование для ориентации различного расположения центра
тяжести метчика;
2) использование разности размеров поперечных сечений двух ступе-
ней метчика — разности диаметров рабочей и хвостовой части, а для ци-
линдрических бесступенчатых метчиков — разности между размером ци-
линдрической части и размером квадрата.
Некоторые механизмы ориентации не только ориентируют, но и сорти-
руют обрабатываемые заготовки по диаметрам хвостовой или рабочей
части метчика. Это особенно необходимо на операциях, где попадание
в рабочую зону станка обрабатываемой детали, размеры которой выходят
за пределы допуска, может привести к браку обрабатываемого инстру-
мента, неправильной подаче его в рабочую зону или явиться причиной
аварии.
На фиг. II, 83 показан принцип ориентации в механизме щелевого
типа, основанный на использовании разности диаметров рабочей и хвосто-
вой частей. Заготовка из приемного окна б бункера попадает на заслонку 6,
которая укреплена на рычаге 7. Этот рычаг от кулачка 9 получает через
ролик 8 качательное движение вокруг оси 10. При качании рычага 7
вместе с заслонкой 6 заготовка попадает на щель, образуемую двумя высту-
пами в на лотке и ступенями г валика 11. Для правильной работы ориен-
тирующего устройства ширина В щели должна удовлетворять условию
d<B <D,
где d — диаметр хвостовой части заготовки и D — диаметр рабочей части
заготовки.
Заготовка метчика падает в щель в горизонтальном положении и в за-
висимости от положения рабочей части заготовки она поворачивается
вокруг точек А или А' и выпадает хвостовой частью вперед на лоток,
по которому направляется в механизм питания.
Для заготовок метчиков диаметром 4—6 мм, у которых разность диа-
метров D — d после накатывания резьбы мала, применяется механизм,
АВТОМАТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
451
принцип ориентации которого основан на использовании разности D — а,
где а — размер квадрата метчика.
Для регулирования ширины В щели необходимо повернуть рычаг 14
вокруг оси 15 с помощью винтов 12 и 13.
Бункеры и механизмы ориентации, а также лотки и приводы к загру-
зочным и транспортным устройствам относятся к унифицированным меха-
низмам переналаживаемых автоматических устройств.
Из механизма ориентации детали поступают на механизм питания,
при помощи которого они транспортируются к рабочему месту.
Фиг II, 83. Механизм ориентации.
Механизм питания винтового типа (фиг. II, 84) является
наиболее простым решением вопроса транспортирования в осевом напра-
влении метчиков. Он применен при автоматизации бесцентрово-шлифо-
вального станка для шлифования рабочей части метчиков. Механизм пита-
ния имеет два параллельно расположенных винта 13 и 14, которые прину-
дительно вращаются в разные стороны. Винт 14 имеет наружный винто-
вой выступ («спираль») прямоугольного профиля, а винт 13 — винтовую
канавку, в которую входит спираль винта 14.
Заготовка, выпадая из ориентирующего устройства, оказывается между
винтами и получает поступательное движение в направлении к рабочей
зоне. Расстояние между двумя соседними витками винтовой спирали
должно быть равно /тах + (5-ИО) мм, где /тах — наибольшая длина мет-
чика.
Правильное перемещение заготовки, при котором она не сбрасывается
с питателя, зависит от силы трения между поверхностью спирали и тор-
цом заготовки и от угла подъема спирали. В питателе к данному станку
угол подъема спирали а = 28-*-32° при шероховатости торцовой поверх-
ности спирали по 8-му классу чистоты.
В конце своего пути заготовка при входе в рабочую зону испытывает
со стороны шлифовальных кругов сопротивление, которое стремится ее
сбросить. Для того чтобы избежать этого, около рабочей зоны установлен
29*
452
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИНСТРУМЕНТА
валик 15. Заготовка, перемещаясь на линейку поддерживающего устрой-
ства, остается частью под валиком 15 до тех пор, пока передний конец
ее не будет захвачен шлифовальными кругами. Прошлифованные заго-
товки спускаются с задней стороны поддерживающего устройства по лотку
в тару.
Вал диска 1 (фиг. II, 82 и 84) приводится во вращение от электро-
двигателя 9 (фиг. II, 84) через червячную пару 10, 11, ременную передачу 4
и червячную пару 3, 2. От червячного вала через зубчатые колеса 5—8
вращение передается винтам 13, 14 механизма питания. Вращение диска 1
согласовано с вращением этих винтов, для чего передаточное отношение
зубчатой передачи 5, 7, 8 выбрано, равным единице, а число пазов диска 1
равно числу z зубьев червячного колеса 2. При этом поворот диска 1 на
— часть оборота будет соответствовать повороту винтов питателя на один
оборот.
На валу винта 14 закреплен кулачок 12, который сообщает качательное
движение рычагу 14 (фиг. II, 83), а следовательно, и заслонке 6, пропуская
очередную заготовку в щель механизма ориентации.
Производительность бункера (фиг. II, 82)
Q = k-z-п шпг/мин.
Здесь z — число пазов диска; п — число оборотов диска в минуту; k — ко-
эффициент вероятности заполнения, равный -у- = 0,8-5-0,98, где zx — сред-
нее число пазов диска, заполненных заготовками, за один оборот диска.
АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТЧИКОВ
453
Производительность загрузочного устройства определяется допусти-
мой величиной осевой подачи заготовок в зону шлифования. Чтобы увели-
чить или уменьшить производительность бункера, нужно изменить
скорость вращения диска путем смены шкивов ременной передачи 4
(фиг. II, 84).
Для возможности переналадки на различные размеры метчиков к стан-
кам прилагается несколько бункеров, соответствующих различным дли-
нам заготовок:
D6yHK = 300 мм для заготовок длиной I < 45 мм\
D6yHK = 500 мм для заготовок-длиной I = 45-^70 мм\
D6yHK = 500 мм для заготовок длиной I = 70—85 мм.
Число пазов у вращающихся дисков всех бункеров одинаково и равно
20. Размеры пазов дисков берутся по максимальным размерам заготовки
из данного диапазона обрабатываемых метчиков.
Переналадка загрузочного устройства на метчики другого размера,
лежащего в диапазоне для одного бункера, сводится к смене захватываю-
щего диска и регулированию механизмов ориентации и поддерживающего
устройства. Время наладки составляет 15—20 мин.
§ 2. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТЧИКОВ
Автоматическая линия (фиг. II, 85) состоит из 17 автоматизированных
станков (на фигуре показана секция этой линии), на которых обрабаты-
ваются метчики диаметром от 18 до 24 мм.
Производительность автоматической линии 500 шт. метчиков диа-
метром 18 мм в 1 ч. Для обслуживания линии требуется пять наладчиков.
Фиг. II, 85. Автоматическая линия для обработки метчиков диаметром от 18 до 24 мм:
1 — автоматизированный бесцентрово-шлифовальный станок; 2,4 — цепные транспортеры с верх-
ним приводом; 3 — автоматизированный бесцентрово-шлифовальный станок; 5 — автоматизиро-
ванный горизонтально-фрезерный станок; 6,8 — цепные транспортеры с нижним приводом; 7 — авто-
матизированный клеймильный станок; 9 — автоматизированный резьбонакатной станок; 10 — инер-
ционный транспортер; 11 — автоматизированный бесцентрово-шлифовальный станок.
На автоматической линии производятся следующие операции: 1) про-
мывка и контроль длин заготовок метчиков на специальном контрольно-
сортировочном автомате; 2) фрезерование торцов заготовок на автоматизи-
рованном горизонтально-фрезерном станке мод. 680П; 3) центрование
на специальном автоматическом станке; 4) обтачивание хвостовой и рабо-
чей частей на трех автоматизированных токарных гидрокопировальных
станках мод. ВТ-10; 5) шлифование на проход рабочей части метчика под
накатывание резьбы на бесцентрово-шлифовальном станке 1 мод. 3180;
6) предварительное шлифование хвостовой части методом врезания на
автоматизированном бесцентрово-шлифовальном станке 3 мод. 3180; 7) фре-
зерование квадратов метчиков на автоматизированном горизонтально-
фрезерном станке 5 фирмы Цинциннати; '8) клеймение на автоматизирован-
ном станке 7 мод. Т-36; 9) предварительное с припуском под шлифование
454
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИНСТРУМЕНТА
накатывание резьбы машинных и ручных метчиков со шлифованным про-
филем резьбы и окончательное накатывание резьбы метчиков с нешлифо-
ванным профилем на автоматизированном резьбонакатном станке 9 с круг-
лыми роликами; Ю) чистовое шлифование на проход рабочей части метчи-
ков с нешлифованным профилем резьбы на автоматизированном бесцентро-
во-шлифовальном станке И мод. 3180, оборудованном автоматическим
электро-импульсным счетным устройством; 11) фрезерование стружечных
канавок на четырех автоматизированных фрезерных станках мод. 6В-1М;
12) снятие заусенцев механическим способом на специальном автоматиче-
ском станке и счет деталей в процессе обработки.
Фиг. П, 86. Автоматическое загрузочное устройство
АВТОМАТИЗАЦИЯ СТАНКА МОД. 6В-1М ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ МЕТЧИКОВ 455
§ 3. АВТОМАТИЗАЦИЯ СТАНКА МОД. 6В-1М ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ
КАНАВОК МЕТЧИКОВ
Стружечные канавки метчиков на автоматических линиях фрезеруются
на автоматизированных^ станках мод. 6В-1М. С этой целью в станки
встроены автоматические загрузочные устройства и система управления
автоматическим циклом.
На фиг. II, 86 изображен станок мод. 6В-1М, оборудованный автома-
тическим загрузочным устройством, которое включает: бункер <3 с меха-
низмом захвата и выдачи; привод 8 механизма бункера; механизм 5 ориен-
тации и распределения
деталей; механизм 1 пита-
ния; гидродвигатели 10 и
11 механизмов питания и ^567	'—-Л-
отвода пинолей.	пН~1	I г
станку для фрезерования канавок метчиков мод. 6В-1М.
456
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИНСТРУМЕНТА
Метчики из бункера 3 попадают на заслонку 7, откуда поступают в гори-
зонтальном положении на механизм ориентации. Лоток 6, в котором рас-
положен механизм ориентации, совершает качательные движения вокруг
оси 4 и в момент остановки подает метчики в каждый из каналов блока
лотка 12, откуда они поступают к приемникам механизма 1 питания.
В специальных губках, смонтированных на питателе 9, совершающем
маятниковые движения вокруг оси 2, метчики переносятся на линию цен-
тров станка, где они зажимаются в центрах.
Перемещение пинолей при установке метчиков в центрах, а также
при съеме их осуществляется от гидравлического двигателя 10, а движение
маятникового питателя 9 с губками — от гидродвигателя 11.
Станок имеет следующий автоматический цикл: 1) подача заготовок
на линию центров; 2) подвод пинолей; 3) возврат маятникового питателя
в исходное положение; 4) деление с отжимом пинолей; 5) поджим пинолей
в осевом и радиальном направлениях и опускание фрез; 6) рабочая подача
и возврат механизма деления; 7) подъем фрез и быстрый отвод стола.
При фрезеровании следующей канавки происходит повторение цикла,
который в этом случае начинается с деления метчика.
АВТОМАТИЗАЦИЯ СТАЙКА МОД. 6В-1М ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ МЕТЧИКОВ 457
После обработки всех канавок стол останавливается в исходном поло-
жении и пиноли отводятся. Освобожденные метчики выпадают в отводной
транспортер, после чего цикл автоматически повторяется. Автоматический
цикл и выполнение таких операций, как отвод пинолей, опускание и подъем
в исходное положение маятникового питателя, обеспечиваются гидравли-
ческой схемой (фиг. II, 87) во взаимодействии с электрической схемой.
Гидравлическая и электрическая схемы автоматического устройства
связаны со схемами станка и сблокированы с ними. Управление автома-
тическим устройством находится рядом с пультом управления станком.
При работе на автоматическом режиме, после включения электродви-
гателей станка нажимают на кнопку «Опускание», вследствие чего вклю-
чается электромагнит Эм3 трехходового золотника 1 и масло от насоса
поступает в правую полость цилиндра 3. Перемещающийся при этом шток
поршня воздействует на рычаг 4, и происходит отвод пинолей. В конце
отвода пинолей двухпозиционный кран 7 переключается, и масло из сети
поступает в правую полость цилиндра 2, вследствие чего происходит опу-
скание питателя для подачи очередных заготовок на линию центров. Левая
полость цилиндра 2 соединена в это время с баком.
Питатель в нижнем положении своим упором 6 воздействует на конеч-
ный выключатель 5, от чего выключается электромагнит Эм3 золотника 1.
Золотник, перемещаясь под действием пружины, соединяет правую полость
цилиндра 2 с баком. Под воздействием пружин поршень цилиндра 3 будет
перемещаться вправо, и в конце его хода рычаг 4 переключит кран управле-
ния 7; масло из сети будет поступать в левую полость цилиндра 2, осущест-
вляя подъем питателя.
Питатель в верхнем положении нажимает на конечный выключатель 3,
от чего включается электродвигатель 10 бункера 9, из которого заготовки
поступают в питатель для следующего цикла. При этом происходят опе-
рации, обеспечиваемые автоматикой самого станка, а именно: деление
метчиков, поджим пинолей, опускание фрез, рабочая подача, подъем фрез
и быстрый отвод стола с повторением части цикла (см. стр. 339—347).
Электрической схемой автоматического устройства обеспечивается
также наладочный режим работы. ,
При переналадке автоматического загрузочного устройства на другой
размер метчика устанавливаются соответствующие захватные диски бун-
кера, регулируется размер ориентирующей щели механизма ориентации,
заменяются приемники и некоторые другие детали устройства.
РАЗДЕЛ Hl
КИНЕМАТИКА СТАНКОВ
В мировой машиностроительной промышленности используется огром-
ное (исчисляемое миллионами) количество различных металлорежущих
станков. Быстрый рост науки и техники заставляет машиностроителей
предъявлять требования к дальнейшему расширению типажа станков.
Широкая автоматизация управления станками приводит к разносторон-
нему использованию в них электрических, гидравлических, пневмати-
ческих и других устройств, что усложняет кинематику и конструкции
современных металлорежущих станков.
Первоначальной базой конструкции станка является его кинематиче-
ская структура, выражаемая кинематической схемой, называемой в даль-
нейшем, для краткости, кинематикой станка. Следовательно, и при кон-
струировании, и при эксплуатации станков нужно знать прежде всего
кинематическую структуру каждого станка. Несмотря на большое разно-
образие станков, предназначенных для выполнения не только различных,
но даже и однотипных технологических операций, кинематическая струк-
тура любого станка базируется на ряде основных, достаточно общих,
кинематических закономерностей, которым подчиняются все станки.
Знание этих общих кинематических закономерностей позволяет создавать
новые металлорежущие станки, наиболее отвечающие поставленными тре-
бованиям точности и производительности, быстрее осваивать и рацио-
нально эксплуатировать их.
Вследствие очень большого разнообразия металлорежущих станков,
без знания общей методики кинематического анализа часто бывает трудно
разобраться в устройстве станка, а следовательно, и в том, как он работает
и каковы возможности его использования.
В разделе определяется взаимосвязь между деталью, подлежащей изго-
товлению на данном станке, режущим инструментом, способом техноло-
гической обработки и кинематической структурой станка; показываются
типовые кинематические схемы и дается методика анализа кинематической
структуры станка с любыми кинематическими связями.
Эта общая методика дает возможность привести кинематическую схему
станка любой сложности к одной из сравнительно немногочисленных типо-
вых схем, изучение которых уже не представляет трудностей.
Все теоретические положения по кинематике станков вытекают из кине-
матики формообразования обрабатываемых поверхностей, поэтому необ-
ходимо прежде всего рассмотреть поверхности, получаемые обработкой
на металлорежущих станках и способы их формообразования.
ГЛАВА I
ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
' § 1. ПОВЕРХНОСТИ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ
Геометрические поверхности деталей машин, приборов и инструментов
отличаются большим разнообразием. Применяя различные процессы реза-
ния и соответствующие инструменты на станках, практически можно обра-
зовать поверхность любой требуемой формы. Проще всего на металлоре-
жущих станках обрабатывать плоскости, круглые (круговые) цилиндры
и конуса, винтовые поверхности, а также цилиндрические и конические
поверхности, в основе образования которых лежат эвольвента окруж-
ности, некоторые спирали и т. д., т. е. те поверхности, которые можно
образовать комбинацией вращательных и прямолинейных равномерных
движений режущего инструмента и заготовки; именно эти движения легче
всего реализовать с помощью простых механизмов.
Для исследования кинематики станков и решения задач, рассматривае-
мых в этой области, удобно пользоваться следующей классификацией
поверхностей: 1) плоскость; 2) цилиндры круговые (круглые) и некруго-
вые (некруглые); 3) конусы круговые и некруговые; 4) линейчатые раз-
вертывающиеся и неразвертывающиеся; 5) шаровые; 6) нелиней-
чатые.
Если рассматривать эти поверхности как след при движении одной
производящей линии — образующей по другой — направляющей, то
по признаку изменчивости (или неизменности) формы их производящих
линий во время образования поверхностей, их можно разделить на три
группы: 1) с обеими постоянными производящими линиями; 2) с одной
постоянной производящей и одной изменяющейся и 3) с обеими изменяю-
щимися производящими линиями.
Если при образовании поверхности обменять функции производящих
линий, т. е. образующую сделать направляющей, а направляющую —
образующей, и если в результате этого форма поверхности не изменяется
(пример — цилиндрические поверхности), то говорят, что поверхность
имеет обратимые производящие линии. Примером поверхности с необрати-
мыми производящими линиями может служить круговой конус: если сде-
лать окружность его основания образующей линией, то, перемещая ее
по прямой (направляющей), конуса не получим.
Поверхности могут быть объемлющими, или внутренними, либо объ-
емлемыми, или наружными. Однако не все поверхности можно точно раз-
граничить, пользуясь этими названиями. Например, в зубчатом колесе
боковые поверхности зуба можно отнести к поверхностям объемлемым
(наружным); но если в колесе рассматривать впадину между зубьями как
одну непрерывную поверхность, то эти же самые поверхности должны
быть отнесены к категории объемлющих, т. е. внутренних поверхностей.
460
ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Поверхности можно разделить на замкнутые (например, круговой конус,
овальный цилиндр, полная шаровая поверхность и т. д.) и незамкнутые
(неполная шаровая поверхность, плоскость, винтовые поверхности и т. д.).
Обрабатываемые на станках заготовки детали редко имеют одну поверх-
ность, как, например, шарики подшипников. В большинстве случаев заго-
товки детали ограничиваются несколькими поверхностями, которые
должны занимать вполне определенные относительные (взаимные) поло-
жения. В этом случае на заготовке имеются линии сопряжения этих поверх-
ностей. При обработке заготовок необходимо получить и самые поверх-
ности, и правильные их относительные положения. Вся поверхность детали
составляется, следовательно, из ряда элементарных поверхностей. Напри-
мер, прямозубое цилиндрическое колесо можно представить себе как
две совокупности определенного числа одинаковых цилиндрических по-
верхностей (с эвольвентной направляющей), расположенных симметрично
вокруг оси колеса; они образуют правые и левые боковые поверхности
зубьев. Поверхность вершины каждого зуба — это незамкнутая поверх-
ность кругового цилиндра, а поверхность дна впадины также незамкну-
тая поверхность цилиндра с направляющей той или иной формы. Много-
заходный цилиндрический червяк представляет собой совокупность ци-
линдрических и винтовых поверхностей, расположенных симметрично
вокруг одной оси — оси червяка.
Иногда поверхность, особенно если она имеет большую протяженность,
искусственно разбивают на ряд элементарных поверхностей, каждую из
которых в отдельности и получают обработкой на станке.
Приведенное выше подразделение поверхностей позволяет оценить
всякую поверхность в отношении возможностей образования ее на станке,
не определяя для этого параметры геометрической формы. Так, поверх-
ности с постоянными производящими обрабатывать на станках проще,
чем поверхности с изменяющимися производящими линиями. Для обра-
зования однотипных замкнутых поверхностей (например, полного круглого
цилиндра) можно применить большее количество методов обработки, чем
для незамкнутой поверхности (например, неполный круглый цилиндр
не всегда можно обработать на токарном станке). То же относится и к обра-
тимым поверхностям: их можно образовать, пользуясь большим ^числом
типов (по форме режущей кромки) режущих инструментов, чем поверх-
ности необратимые.
Геометрическая форма большинства технических поверхностей (т. е.
геометрических поверхностей, применяемых в различных отраслях тех-
ники) может быть образована путем использования в качестве произво-
дящих следующих линий.
А. Линии, реализуемые на станках с помощью простых — враща-
тельного и прямолинейного — и только равномерных движений: 1) пря-
мая; 2) окружность или ее дуга; 3) эвольвента окружности (нормальная,
удлиненная, укороченная); 4) винтовая линия на цилиндре, конусе,
глобоиде; 5) архимедова спираль; 6) эпициклоида (нормальная, удлинен-
ная, укороченная); 7) гипоциклоида (нормальная, удлиненная, укоро-
ченная); 8) пространственные кривые, образованные равномерными вра-
щательными и прямолинейными движениями (пример — кривая затылка
зуба червячной фрезы).
Б. Линии, реализуемые на станках с помощью простых — вращатель-
ного и прямолинейного — движений как равномерных, так и йеравно-
мерных: 1) парабола; 2) гипербола; 3) эллипс; 4) синусоида; 5) логарифми-
ческая спираль.
ПОВЕРХНОСТИ, ОБРАБАТЫВАЕМЫЕ НА СТАНКАХ
461
Этими линиями и задается форма образуемой поверхности. Например,
боковая поверхность зуба цилиндрического винтового колеса будет за-
дана формой ее производящих: это — эвольвентная цилиндро-винтовая
поверхность, так как одна производящая линия — это эвольвента окруж-
ности, а другая — винтовая линия на цилиндре. Если деталь ограничена
несколькими однотипными поверхностями, то, кроме определения геоме-
трической формы этих поверхностей, должны быть указаны их количество
и относительные положения.
В некоторых случаях, в частности для поверхностей с изменяющимися
производящими линиями, форма их задается либо графическим способом
(в виде чертежей или шаблонов), либо уравнением или уравнениями, по
которым строятся копирные кривые.
Приводим перечень возможных и наиболее часто встречаемых в маши-
ностроении форм деталей:
1)	конические колеса с внешним и внутренним зубом, нормальные
и гипоидные, с эвольвентным и не эвольвентным профилем зуба, с постоян-
ной (равновысокий зуб) и с уменьшающейся высотой зуба, с прямым,
дуговым и криволинейным зубом.
2)	круглые цилиндрические колеса с внешним и внутренним зубом,
с прямым, винтовым и шевронным зубом; полные и неполные; с нормаль-
ным бочкообразным и дуговым зубом; одновенцовые, двухвенцовые и мно-
говенцовые;
3)	некруглые цилиндрические колеса, полные и неполные, с прямым
и винтовым зубом;
4)	червячные колеса, нормальные и глобоидные; ,
5)	червяки цилиндрические и глобоидные, одно- и многозаходные:
конволютные, архимедовы и эвольвентные;
6)	рейки прямые призматические с нормальным и с червячным зубом
и круговые с прямым и с криволинейным зубом, полные и неполные.
Рейки круглые;
7)	фасонные тела вращения;
8)	резьбы цилиндрическая и коническая, с нормальным и с увеличен-
ным шагом, однозаходная и члногозаходная, наружная и внутренняя,
с равномерным и с неравномерным шагом;
9)	затылки зубьев режущего инструмента;
10)	шлицы внешние и внутренние, прямоугольные и эвольвентные,
прямые и винтовые;
11)	сложные фасонные поверхности;
12)	кулачки дисковые, торцовые, цилиндрические;
13)	сферические поверхности, наружные и внутренние, полные и
неполные;
14)	цилиндрические поверхности, круглые и некруглые, полные и
неполные, наружные и внутренние, постоянного по длине сечения (глад-
кие) и ступенчатые;
15)	конические поверхности, круглые и некруглые, полные и непол-
ные, наружные и внутренние;
16)	многогранные тела;
17)	плоскости;
18)	клинья;
19)	шкивы гладкие и для клиновых ремней;
20)	корпусные детали (например, станины, стойки, коробки
и т. п.).
462
ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
§ 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Реальные поверхности, образованные на твердом теле любым техноло-
гическим способом обработки материала (отливкой, прессованием, реза-
нием, металлизацией и т. д.), имеют один общий для всех признак, состоя-
щий в том, что всякая реальная поверхность является некоторым прибли-
жением к соответствующей геометрической (воображаемой «идеальной»)
поверхности. Следовательно, технологическая операция изготовления
реальной поверхности уже содержит в себе процесс образования соот-
ветствующей ей геометрической поверхности, иначе говоря, содержит
в себе процесс геометрического образования реальной поверхности.
Материальная вспомогательная
линия
'Образуемая
линия
*)
Материальная всломогательная-линия -
Образуемая
линия~~
«Л
гательная
точка.
к)
кая «юга
и прямые
линии
Геометрические
О™”
\	линия
Образуема
линия
*)
Фиг. Ill, 1. Методы образования геометрических поверхностей.
Под геометрической поверхностью обычно понимают след при дви-
жении одной производящей геометрической линии, называемой образую-
щей линией, по другой производящей геометрической линии — направ-
ляющей. Под следом понимается образуемая поверхность как непрерыв-
ное множество последовательных геометрических положений движущейся
образующей линии.
Следовательно, для образования любой геометрической поверхности
нужны две геометрические производящие линии и их относительное
движение (фиг. Ill, 1, а—е).
Реальные поверхности на металле или на другом материале можно
образовать с помощью вспомогательных тел, имеющих вспомогательные
реальные поверхности, линии и точки, которые в дальнейшем будем
условно называть вспомогательными материальными элементами в от-
личие от воображаемых, реально не существующих, называемых, также
условно, геометрическими элементами. Этими реальными вспомогатель-
ными элементами и создаются при их движении геометрические производя-
щие линии, а следовательно, и поверхности.
ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ 463
Относительные движения геометрических линий при образовании
поверхностей являются движениями формообразования.
Следовательно, образование поверхности сводится прежде всего к об-
разованию геометрических производящих линий, при относительных
формообразующих движениях которых и создается поверхность.
Существуют четыре метода образования геометрической линии
с вполне определенным количеством движений формообразования.
Метод копирования (фиг. Ill, 1, ж), когда форма и протя-
женность вспомогательной материальной линии совпадают с формой
и протяженностью образуемой линии. Последняя получается как копия
или как «зеркальное отражение» материальной линии. Образование
геометрической линии происходит без движения формообразования —
нужно только установочное движение для перемещения вспомогательного
элемента в исходное положение.
Метод обката (при одном движении формообразования —
движения качения), когда образуемая линия (фиг. Ill, 1, з) получается
как огибающая последовательных положений, занимаемых вспомога-
тельным (в виде линии) элементом при обкатывании им образуемой линии.
Метод следа (также при одном движении формообразования),
когда вспомогательный элемент в виде материальной точки (фиг. Ill, 1, и)
создает образуемую линию как оставляемый след при своем движении
(под материальной точкой понимается, конечно, малый отрезок режущей
кромки инструмента).
Метод касания (при двух и более движениях формообразова-
ния), когда образуемая линия является касательной к ряду дополнитель-
ных вспомогательных линий, образованных материальной точкой методом
следа (фиг. Ill, 1, к) или методом касания (фиг. Ill, 1, л).
Для того чтобы создать заданную поверхность, необходимо иметь
образующую и направляющую геометрические производящие линии
соответствующей формы, каждую из которых можно образовать указан-
ными четырьмя методами. Отсюда следует, что методы образования по-
верхности будут составляться из методов образования производящих
геометрических линий образуемой поверхности, сочетаний которых может
быть много. Поэтому метод образования поверхности будет зависеть не
только от формы вспомогательного элемента (инструмента) и метода обра-
зования каждой геометрической производящей линии в отдельности, но
и от сочетания методов геометрического образования производящих
линий.
На фиг. III, 2 даны примеры возможных геометрических методов обра-
зования различных поверхностей в зависимости от сочетания методов
образования образующей и направляющей производящих геометрических
линий. При объемном штамповании (фиг. III, 2, а) обе геометрические про-
изводящие линии образуются методом копирования и, следовательно,
в этом случае движения формообразования не нужны; достаточно иметь
одно движение для установки материальной вспомогательной поверхности
в конечное положение.
При накатке поверхностей (фиг. III, 2, б), в частности при «раскатке»
роликом направляющих станин, образующая линия создается методом
копирования (копирование формы линии по длине ролика), а направляю-
щая линия — методом обката и поэтому потребуется одно движение формо-
образования Фг — движение качения накатного ролика.
При нарезании резьбы фасонным резцом (фиг. III, 2, в) форма
образующей линии является копией фасонной режущей кромки резца,
464
ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
а направляющая винтовая линия получается как след при одном винто-
вом движении формообразования Фс.
При фрезеровании резьбы профильной дисковой фрезой (фиг. III, 2, а),
когда образующая линия создается методом копирования, а направляю-
Методы образования направляющей геометрической
___ линии
£
•S3
в
S3
Г
1
•5»
I
i
1
сь
1
копирование	Копирование	одкат	след	касание
	Н(р~ 0 а) _	н9=1 6)	Hgr1 в)	Hqr? *S, г)
1		Hgj~2 <*>? е)	Нф=2	Htp=3 практ Ну-2 3)
след	“1	Нф=2 Wu _	_	X 1 Osa	rd)
касание	Н)	Нф=3 Г) j|| и т о)	WK" n)	практ Hp=3 -El	
Фиг. III, 2. Примеры формообразования поверхностей.
щая — методом касания, для образования последней необходимы два
движения формообразования: вращательное Фо и винтовое Ф51.
Во всех четырех случаях образующая геометрическая линия создается
методом копирования, не требующая движения формообразования, а на-
правляющая линия — методом копирования, обката, следа и касания;
поэтому количество движений формообразования поверхности~ опреде-
ляется только методом образования направляющей производящей линии.
ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ 465
В остальных примерах (фиг. III, 2, е—р) образующая и направляющая
линии образуемой поверхности создаются одним или несколькими движе-
ниями формообразования, поэтому количество движений формообразова-
ния, необходимых для образования поверхности, будет являться суммой
количеств движений формообразования, требуемых для образования
каждой из двух геометрических производящих линий обрабатываемой
поверхности. На' этих фигурах показаны следующие виды обработки
и соответствующие им методы геометрического образования поверх-
ностей:
На фиг. III, 2, е шариком накатывается фасонное тело вращения мето-
дом двойного обката, двумя движениями формообразования: Фг — каче-
ние шарика по окружности и Ф2 — качение шарика по криволинейному
контуру (профилю) тела вращения.
На фиг. III, 2, ж боковая поверхность прямого зуба цилиндрического
колеса образуется при точении зуборезным долбяком, по методу обката
и следа, двумя движениями формообразования: Ф„ (движение качения,
составленное из взаимно согласованных вращений долбяка и заготовки)
и Ф51 (прямолинейное перемещение долбяка).
На фиг. III, 2, з прямозубое цилиндрическое колесо шлифуется чер-
вячным абразивным кругом методом обката и касания. При этом методе
нужно иметь три движения формообразования: одно движение — обкат
для образования профиля и два движения — вращение абразивного круга
и его продольное перемещение вдоль зуба — для образования формы зуба
по длине. Так как для получения движения обката исходной рейки круга
последний нужно вращать, то это же вращение круга используется для
образования формы зуба по длине. Следовательно, из трех движений фор-
мообразования два являются совпадающими (совмещенными), и поэтому
зубчатое колесо шлифуется двумя движениями Фу и ФБ1.
На фиг. III, 2, к круглым зуборезным долбяком нарезается прямо-
зубое цилиндрическое колесо, методом следа и обката, двумя движениями
формообразования.
Задняя поверхность винтового зуба цилиндрической фрезы (фиг. III,
2, л) затылуется остроконечным резцом методом двойного следа двумя
движениями формообразования: Фр — по архимедовой спирали и Ф51 —
по винтовой линии.
На фиг. III, 2, о дисковым обкаточным кругом шлифуется прямозубое
цилиндрическое колесо тремя движениями формообразования Фо, Ф5р
Ф52 по методу касания и обката.
На фиг. III, 2, п шлифуется криволинейная поверхность дисковым
кругом методом касания и следа, тремя движениями формообразования.
Фрезерование криволинейной поверхности пальцевой фрезой на ко-
пировально-фрезерном станке (фиг. III, 2, р) производится методом двой-
ного касания. Каждая из криволинейных производящих образуется
двумя движениями Ф„ и Ф51 или Ф$2. Для осуществления этого метода
требуется иметь четыре движения формообразования, но в этом случае
движение резания Фо участвует в создании обеих линий, и поэтому не-
обходимы три движения.
Три сочетания методов образования линий (фиг. III, 2, д, и, н) —
обкатывание и копирование, след и копирование, касание и копирова-
ние — являются чисто теоретическими случаями — практически они
неосуществимы.
Образование поверхностей методом следа и касания (фиг. III, 2, м)
«в чистом виде» еще не нашло практического применения.
30 Ачеркан 159
466
ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
В общем случае количество формообразующих движений определяется
зависимостью
Нф = Н0 + Нн—^нс,
(III, 1)
где Но — количество формообразующих движений для создания обра-
зующей линии геометрической поверхности;
Нн — количество формообразующих движений для создания геоме-
трической направляющей линии;
Нс — количество совмещенных движений при формообразовании.
Исходя из методов образования геометрических линий, можно теоре-
тически установить максимально возможное количество движений фор-
мообразования, которое равно шести. Практически благодаря совмещению
движений никогда не бывает более трех движений формообразования.
Таким образом, формообразование поверхности резанием может осуще-
ствляться одним, двумя или, максимум, тремя формообразующими дви-
жениями.
Количество возможных геометрических методов образования поверх-
ности значительно увеличивается, если учесть, что некоторые поверхности
могут быть образованы различными по форме образующими линиями и при
различном их относительном геометрическом положении.
Если геометрическое образование поверхностей рассматривать только
при обработке резанием, то методов образования будет значительно
меньше (в частности, семь, табл. Ill, 1).
Таблица 7/7, 1
Форма вспомогательного элемента (режущей кромки)			Методы геометрического образования поверхностей резанием	Количест- во движе- ний фор- мообразо- вания
Материальная ли- ния	совпадает с обра- зующей линией	|Ц	Копирования и следа Копирования и касания	1 2
	не совпадает с образующей линией		Обката и следа Обката и касания	2 3
Материальная точка		\	Следа и следа (двойной след) Касаниями следа Касания и касания (двойное касание)	2 3 4 и более
Следовательно, для различных способов технологической обработки
твердых материалов, как отливка, штампование, накатка, прессование,
резание, электроискровая обработка и другие, существует свой, вполне
определенный метод геометрического образования поверхности. Такая
взаимозависимость между технологическим способом обработки и методом
геометрического формообразования поверхностей показана в табл. III, 2.
Таблица III, 2
Взаимозависимость между технологическими способами обработки и методами геометрического образования поверхности
Способ обработки	Формообразующий инструмент	Форма вспомогатель- ного элемента	Метод образования геометрических производящих линий		Количество движений формообразо- вания
			образующей	направляющей	
Литье	Литейные формы	Поверхность	Копирования	Копирования	0
Объемное штампование	Штампы	»	в	в	0
Контурное вырезывание	Штампы	Линия	»	След	1
Накатывание и прокат	Ролики или валики	в	в	Обката	д
Раскатывание	Шарик	Поверхность	Обката	в	2
Резание	Режущая кромка	Линия или точка	Касания	Обката, следа, касания	1-3
Шлифование	Шлифовальный круг	То же	в	То же	2—3
Хонингование	Шлифовальные бруски (хоны)	Точка	Следа	Следа	2
Хонингование жидкостное	Абразивная жидкость	Поверхность	Копирования	в	1
Полирование	Полировальный круг	Точка	Касания	Касания	3
Притирка	Притир	в	Следа	Следа	2
Суперфиниширование	Абразивные бруски	в	Касания	Касания, следа	3
Дорнование	Шарик	Линия	Копирования	Следа	1
Электроэрозия	Электрод	в	В	в	1
Прессование	Прессформы	Поверхность	В	Копирования	0
Металлизация	Заготовка	в	В	в	0
Размерное хромирование и ни- келирование	Заготовка	»	в	в	0
Ультразвуковая обработка	Звуковой контур	Линия	в	Следа	1
Волочение	Волочильный глазок (волока фильера)	»	в	»	1
ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ 467
ГЛАВА II
ч КЛАССИФИКАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ
Образование поверхности резанием требует более или менее значи-
тельного количества не только звеньев, несущих инструмент и обра-
батываемую заготовку — в дальнейшем называемых исполнительными
звеньями, — но и ряда других звеньев станка. Все эти звенья имеют вполне
определенные перемещения, отвечающие заданному процессу.
Каждое из этих перемещений следует закономерности, характеризуемой
определенными параметрами — параметрами движения, позволяющими
оценить рассматриваемое движение, а при нескольких движениях срав-
нить их между собой.
Очевидно, что всякое движение должно определяться параметрами
пространства и времени.
К параметрам пространства относятся (фиг. III, 3): траектория, путь,
скорость, направление, исходная точка — начало движения.
Кроме этих параметров движения, характеризующих непосредственно
само движение, нужно знать еще геометрическое положение данной тра-
ектории в пространстве относительно траекторий других движущихся тел
и относительно неподвижной отметки (базы).
Каждый из параметров движения имеет количественную и качествен-
ную стороны. Под количественной стороной параметра будем понимать
исходное значение или положение этого параметра, под качественной
стороной — характер изменения исходной величины параметра, т. е.
закон изменения количественной стороны параметра. В частном случае
такое изменение может отсутствовать, т. е. количественная сторона пара-
метра может оставаться неизменной.
Во времени движение оценивается двумя параметрами:
а)	моментом начала движения — абсолютным или относительным, —
характеризующим положение данного движения в общем цикле или
последовательность движений;
б)	характером движения по времени, в смысле его непрерывности:
движение в пределах заданного пути может быть либо прерывным, с раз-
личным законом прерывности, либо непрерывным.
Таким образом, если рассматривать движение отдельно, вне связи
с другими движениями, то его нужно оценивать большим количеством
параметров в пространстве и во времени. Если же существует система
(совокупность) движущихся тел, то количество параметров будет еще
больше, так как необходима координация движений в пространстве и во
времени.
Движение характеризуется не только параметрами пространства
и времени, но и той специфической функцией, которую оно выполняет
в общей системе движений. В станках так же, как и в других производ-
ственных машинах, каждое из движений служит для исполнения машиной
КЛАССИФИКАЦИЯ ДВИЖЕНИИ
469
какой-либо производственной функции. Такие движения названы испол-
нительными движениями. Траектория такого движения может быть очень
простой — дугой окружности или прямой линией, — но может иметь и
более сложную форму, например форму винтовой линии, эвольвенты
окружности, пространственной
спирали и т. д. В подобных
случаях одного вращательного
или одного прямолинейного дви-
жения недостаточно, чтобы пе-
ремещать звено машины по за-
данной сложной кривой; потре-
буется несколько вращатель-
ных, прямолинейных или тех
и других движений, чтобы соз-
дать исполнительное движение
по заданной траектории. Каж-
дое из этих вращательных и
прямолинейных движений, взя-
тое в отдельности, не может
обеспечить решения той или
иной производственной задачи,
для выполнения которой пред-
назначается исполнительное
движение, поэтому движения,
которыми создаются исполни-
тельные движения, являются
элементарными движениями.
Траектория их чаще всего созда-
ется вращательной или прямо-
линейно-поступательной парой.
Этими элементарными дви-
жениями и создаются сложные
исполнительные движения. На
фиг. III, 4 показаны приме-
ры образования поверхностей
одним сложным исполнитель-
ным движением, составленным
из нескольких элементарных
движений. Так, профильным
резцом цилиндрическая резьба
нарезается одним двухэлемен-
тарным движением Фн (В4В5)
(фиг. III, 4, в), а коническая
резьба — одним трехэлементар-
ным движением Фн (В6П7П8)
(фиг. III, 4, г).
Фиг. III, 3. Пара-
метры движения:
а — траектория; б —
путь; в — скорость;
г — направление дви-
жения; д— исходная
точка на траектории;
е—относительное гео-
метрическое положе-
ние траектории; ж—
абсолютное геометри-
ческое положение
траектории.
Фиг. III, 4. Простые и
сложные исполнительные
движения формообразо-
вания:
а и б — обтачивание цилин-
дра соответственно широким
и остроконечным резцом;
вне — нарезание профиль-
ным резцом соответственно
цилиндрической и кониче-
ской резьбы; д — затылова-
ние конического метчика
профильным резцом.
Принципиально число элементарных движений, входящих в состав
одного исполнительного движения, может быть любым. В практике
встречаются, например, исполнительные движения, составленные из четы-
рех и пяти элементарных движений: исполнительное движение формооб-
разования при затыловании фасонным резцом метчика для конической
резьбы (фиг. III, 4, д) состоит из четырех взаимосвязанных элементарных
движений. Однако такие сложные движения встречаются довольно редко.
470
КЛАССИФИКАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ
При обтачивании цилиндра широким резцом (фиг. III, 4, а) требуется
только вращение заготовки, и поэтому исполнительное движение Фн
будет простым, одноэлементарным. Цилиндр обтачивают остроконечным
резцом (фиг. III, 4, б) двумя исполнительными движениями Фо (В2)
и Фн (/73), каждое из которых тоже простое, одноэлементарное дви-
жение.
Для элементарных движений, создающих определенное исполнитель-
ное движение, характерны два признака.
1) Они всегда одновременны, т. е. начинаются в один и тот же момент
времени и одинаковы по длительности. Это обстоятельство позволяет
оценивать путь и скорость исполнительного движения, составленного из
нескольких элементарных движений, практически через путь и скорость
одного элементарного движения.
2) Параметры элементарных движений, образующих исполнительное
движение, всегда взаимосвязаны определенной закономерностью.
Если исполнительное движение простое, т. е. состоит из одного эле-
ментарного движения, то параметры последнего становятся параметрами
исполнительного движения (фиг. III, 4, а, б).
Если движение сложное, т. е. состоит из нескольких элементарных
движений, то его параметры зависят от параметров всех элементарных
движений, входящих в его состав. Соотношения (абсолютных значений)
параметров каждого элементарного движения, входящего в состав рас-
сматриваемого исполнительного движения, определяют его траекторию.
При условии сохранения неизменными соотношений между параметрами
элементарных движения абсолютные значения параметров каждого эле-
ментарного движения характеризуют соответственно все параметры
исполнительного движения, за исключением параметров траектории.
Исполнительные движения различаются степенью изменяемости ис-
ходных значений параметров во время движения, и их можно разделить
на исполнительные движения с постоянными и с переменными значениями
параметров.
Кроме разделения исполнительных движений по признаку изменяемо-
сти параметров во время движения, их можно подразделить и по при-
знаку регулируемости количественных и качественных показателей пара-
метров движений. Под регулируемостью параметров здесь понимается
возможность устанавливать и получать на станке различные исходные
значения параметров (количественная регулируемость) и законы их изме-
нения во время движения (регулирование качественного показателя пара-
метра). Исполнительные движения могут иметь все регулируемые, все
нерегулируемые и частью регулируемые, частью нерегулируемые пара-
метры.
Исполнительные движения в станках необходимо разграничить и по
их целевому назначению. Эти движения можно прежде всего разделить
на две группы: движения, перемещающие режущую кромку инструмента
относительно обрабатываемой заготовки, и движения, не перемещающие
режущую кромку, не участвующие, следовательно, непосредственно
в процессе обработки, но обслуживающие его.
Движение первой группы можно разделить на три подгруппы: движе-
ния формообразования, движения деления и установочные движения.
Если во время установочного движения происходит резание, то это
движение называется движением врезания.
Установочное движение, во время выполнения которого резание не
производится, является наладочным движением.
КЛАССИФИКАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ
471
Движения второй подгруппы, обслуживающие движения первой под-
группы, подразделяются на движения управления и вспомогательные
движения.
Исполнительные движения также могут быть непрерывными и пре-
рывистыми (периодическими).
На станках процесс формообразования осуществляется процессом ре-
зания и, следовательно, между понятиями «движения формообразования»
и «движения резания» имеется тесная связь.
Движения скорости резания и подачи являются движениями формо-
образования, и, наоборот, всякое движение формообразования является
или движением скорости резания, или движением подачи.
Характеристика того или иного исполнительного движения по указан-
ным выше признакам может быть условно обозначена сочетаниями не-
скольких букв, например,
Фо (В^Пз); «1 = -у- и L3 = Lt tg а,
которое используется при нарезании профильным резцом конической
резьбы.
Буква Ф обозначает, что исполнительное движение является движе-
нием формообразования, а индекс v при ней указывает на то, что по отно-
шению к процессу резания оно одновременно является движением ско-
рости резания. Если это движение будет движением подачи, то при букве Ф
ставится индекс з. В скобках после Ф указывается, из каких элементарных
движений составляется исполнительное движение. Если элементарные
движения равномерные, то после скобки указывается отношение скоростей
или путей элементарных движений.
В приведенном примере обозначены: п — угловая скорость вращатель-
ного движения (в об/мин); L — длина перемещения при прямолинейном
движении; Т — шаг нарезаемой резьбы; а — половина угла при вершине
конуса. Если одно из элементарных движений неравномерное, то над
его обозначением ставится знак (символ) неравномерности, например,
Фа (В^Л^Пз), а после замыкающей скобки указывается, если это воз-
можно, закон относительной неравномерности.
Для неформообразующих исполнительных движений приняты следую-
щие условные обозначения, если только они являются простыми испол-
нительными движениями, например, движение деления Д (В4), движение
врезания Вр (Пъ), движение управления У (Вв) и движение вспомога-
тельное Всп (Иг).
ГЛАВА Ш
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
. /
Для создания в станке вполне определенного исполнительного дви-
жения необходимы кинематическая связь между исполнительными
звеньями станка и кинематическая связь этих звеньев с источником дви-
жения. Эти две кинематические связи составляют кинематическую группу.
Под кинематической группой понимается механизм (устройство),
который создает отдельное исполнительное движение с заданными пара-
метрами, определяющими траекторию, путь, скорость и направление
движения, положение начала движения и относительное геометрическое
положение траектории создаваемого исполнительного движения.
Структура любой кинематической группы всегда состоит из внутрен-
ней и внешней кинематических связей. Внутренняя связь, обеспечивающая
заданную траекторию исполнительного движения, может состоять только
из одной кинематической пары — простая группа — или из нескольких
пар и кинематических цепей, соединяющих подвижные исполнительные
звенья этих пар между собой, — сложная группа, В последнем случае
число внутренних кинематических цепей, из которых состоит внутренняя
кинематическая связь, на единицу меньше числа элементарных движений,
входящих в состав создаваемого группой исполнительного движения.
Внутренняя кинематическая связь сама, без источника движения,
создать исполнительное движение, конечно, не может; ее задача — согла-
совать параметры элементарных движений так, чтобы, если во внутренней
связи движение возникло, то .исполнительное движение происходило бы
по заданной траектории.
Таким образом, под внутренней или исполнительной связью пони-
мается кинематическая связь, обеспечивающая траекторию исполнитель-
ного движения. Но в кинематической группе нужно еще движение, созда-
ваемое каким-либо отдельным для этой группы или общим для всего станка
источником движения. Как известно, в качестве источников движения
в металлорежущих станках широко применяются электро- и гидродви-
гатели, реже — пневматические и другие двигатели. Не рассматривая
устройство и принципы работы этих двигателей — это не входит в задачу
структурного анализа металлорежущих станков, — необходимо подчерк-
нуть лишь то, что в каждом двигателе имеются две части: одна, в которую
подводится энергия, и другая, в которой возникает исходное движение на
выходном звене. Будем в дальнейшем различать и условно называть пер-
вую часть двигателя его энергетической частью, а вторую — механиче-
ской частью двигателя. С выходного звена двигателя снимается исходное
движение и дальше по внешней связи (по цепям привода) передается во
внутреннюю связь группы.
Кинематическая или исполнительная группа с такой структурой,
создающая сложное двухэлементарное исполнительное движение формо-
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
473
образования Фг (В^З^ показано нафиг. III, 5, а. Внешняя (участок 1—3)
и внутренняя (участок 1—2) кинематические связи изображены штрихо-
вой однопунктирной линией, означающей, что кинематическая
а)
°7


Фиг. III, 5. Структура сложной кинематической группы, создающей двухэлемен-
тарное исполнительное движение.
связь осуществляется через механические звенья, составляющие кине-
матические цепи; ромбом обозначены органы настройки.
На фиг. III, 5 встречаются и двойные штриховые двухпунктир-
ные линии, указывающие на то, что кинематические связи между
исполнительными звеньями и источником движения осуществляются не
через механические звенья, а через какие-либо другие элементы, несущие
474
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
энергетические импульсы, которые превращаются в двигателях снова
в механическое движение.
Для этого в таких кинематических группах имеются устройства,
называемые преобразователями или генераторами, в которых механиче-
ское движение превращается в энергетические импульсы. На схемах они
условно обозначаются треугольниками с однопунктирной и двухпунктир-
ной линиями, как показано на фиг. III, 5, б, где к преобразователю Прх
в точке 3 присоединена механическая связь, а в точке 4 — электрическая
связь.
Примером преобразователя может служить электро- или гидрокопи-
ровальная головки на токарных станках. В этих головках перемещение
копировального пальца (щупа) вызывает или видоизменяет энергетиче-
ский импульс, который в соответствующих устройствах снова превра-
щается в механическое движение. В частности, в схеме по фиг. III, 5, б
энергетический сигнал от преобразователя поступает в дозатор движения
и управляет им. Дозатором является устройство, которое позволяет
поступившему в него механическому движению выходить из него не
полностью, а определенным «количеством» — «дозой». Остальное, не-
используемое, движение теряется в дозаторе. Преобразователи и доза-
торы имеют, так же как и двигатели, энергетическую и механическую
части.
На фиг. III, 5 дозаторы изображены окружностью с двумя механи-
ческими связями (однопунктирные линии) и энергетической связью
(двухпунктирная линия).
Кинематические группы с механическими связями (фиг. III, 5, а)
широко применяются в металлорежущих станках. Примеры структуры
таких групп с одним исходным движением (одним источником движения)
подробно разобраны в этом разделе.
В структуре группы с механической внутренней связью (см.
фиг. III, 33), из которой состоит структура особо точного винторезного
станка мод. 1622, источник движения и исходное движение находятся вне
внутренней связи; в этой группе можно четко установить, какие пара-
метры исполнительного движения создается внутренней и какие — внеш-
ней кинематическими связями. Внутренней механической связью соз-
дается траектория движения, а внешней связью — путь, скорость, на-
правление и исходное положение исполнительного движения.
Структура кинематической группы усложняется, если число источ-
ников движения или, точнее, число исходных движений в группе больше
единицы. Тогда возможны варианты структуры группы и размещения
источников движения относительно внутренней связи и самого характера
этой связи.
На фиг. III, 5, б в группе, создающей исполнительное движение
Ф2 (В3В4), два источника движения Дг и Д2 и оба они находятся вне
внутренней кинематической связи. Последняя имеет несколько участков:
участок 1—2—3 — механический, затем — преобразователь Пр1з далее
через энергетический участок 4—5 энергетические импульсы передаются
дозатору, а от него движение поступает на механический уча-
сток 6—7.
Исходное движение от первого электродвигателя Дг используется
полностью, а от электродвигателя второго Д2 частично.
Такую структуру имеет, например, группа движения подачи во фре-
зерном станке с системой программного управления А. Е. Кобринского,
В. К. Бесстрашнова и М. Г. Брейдо (фиг. III, 6, а). На круглый стол
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
475
станка устанавливается заготовка и пальцевой фрезой обрабатывается
контур фасонного кулачка.
В станке создаются два движения формообразования: движение ре-
зания Фу (BJ, где Вг — вращение фрезы, и движение подачи Ф5 (В2/73),
где В2 — вращение стола, а П3 — радиальное перемещение стола.
Структура первой кинематической группы движения резания Фу (Вх)
очень проста и поэтому здесь не рассматривается. Рассмотрим структуру
исполнительной группы» создающей движение подачи Ф8 (В2П3). Подвиж-
ными исполнительными звеньями в этой группе являются круглый стол
Фотоэлементы
Пленка
1з
Осветитель
Стол
станка
Обратная
связь
блок
усилителей
Реле величины
импульса
Lu
Аг
мерные
колеса
Крупный
зуб
v Мелкий
зуб
Салазки стола
Величина импульса_______
сзаор} ppg □□□□□DODD
- 1 1 111 1 1 1 u
Импульсные.
команды
Направление 'переме-
щения стола
Из сети
|\ЛЛ/
Пальцевая
°)
Образец пленки
Ч)
Фиг. Ш, 6. Примеры структуры сложной кинематической группы с двигателями, распо-
ложенными вне внутренней кинематической связи.
и его салазки. Между ними установлена внутренняя кинематическая связь,
которую рассмотрим в направлении от стола к его салазкам. Она состоит
из стола, червячной передачи, трех цилиндрических зубчатых колес,
которые вращают барабан с фотопленкой.
На фотопленке нанесены три дорожки знаков в виде горизонтальных
и вертикальных штрихов (фиг. III, 6, б). При перемещении пленки часть
лучей света от осветителя (фиг. III, 6, а) попадает в фотоэлементы. В по-
следних возникают электросигналы, которые, проходя через усилители,
попадают в соответствующие реле. Реле величины импульса включает и
выключает реле двух анкерных колес с мелким и с крупным зубом. Движе-
ние от электродвигателя Д2 все время поступает в дозатор, в котором
корпуса двух электромагнитных муфт свободно вращаются на валу хо-
дового винта салазок стола. На левом конце последнего расположен диф-
ференциал. При включении одной из электромагнитных муфт через реле
направления перемещения салазок ходовой винт будет поворачиваться
периодически на угол, допускаемый одним из анкерных колес, включенных
в связь через реле величины импульсов. Элементарное движение П3 —
радиальное перемещение салазок стола — получается импульсным.
476
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
Устройство, состоящее из осветителя, барабана с пленкой и фотоэле-
ментов, является преобразователем (см. схему на фиг. III, 5, б), а меха-
низм с анкерными колесами, дифференциалом и фрикционными муф-
тами — дозатором. Здесь во внутренней кинематической связи исполь-
зуются не только механические звенья, но и другие устройства, в которых
средством кинематической связи являются свет, электричество и магне-
тизм.
На фиг. III, 5, е показана структура кинематической группы, очень
близкая к структуре предыдущей группы. Группа имеет три источника
движения, и все они находятся тоже вне внутренней связи.
Второй источник движения Д2 передает движение в преобразова-
тель Прь который через участки внутренней связи 4—3 и 5—6 управляет
двумя дозаторами, отбирающими часть движения от первого и третьего
двигателей и передающими его подвижным исполнительным звеньям;
в нашем случае шпинделям станка.
Параметры элементарных движений В5 и В6 координируются внутрен-
ней связью через участки связи 1—2 и дозатор Доз19 энергетический уча-
сток связи 3—4, преобразователь /7рг, энергетический участок связи 5—6,
дозатор Доз2 и механический участок связи 7—8, обеспечивая вполне
определенную траекторию создаваемого исполнительного движения
Ф3 (В5В6). Примером такой структуры может быть структура кинемати-
ческой группы движения подачи во фрезерных станках с электроконтакт-
ными следящими копировальными системами и, в частности, электрокон-
тактной следящей копировальной системой с автоматическим регулирова-
нием скорости, предложенной Г. А. Монаховым (ЭНИМС).
Характерной общей чертой рассмотренных структур кинематической
группы (фиг. III, 5, а—в) является то, что все источники движения на-
ходятся вне внутренней кинематической связи, определяющей траекторию
исполнительного движения.
На фиг. III, 5, г—ж показаны структуры кинематической группы,
где источники движения располагаются и вне, и во внутренней кинемати-
ческой связи.
В группе на фиг. III, 5, г три источника движения, но только один
из них расположен вне внутренней кинематической связи. Исходное дви-
жение от него передается преобразователю Прч и от него через участки
связи 4—3 и 5—6 передаются энергетические импульсы на двигатели Дг
и Д2. На выходных звеньях последних возникают новые исходные дви-
жения, которые через участки связи 2—1 и 7—8 создают на шпинделях
необходимые элементарные движения В8, входящие в исполнительное
движение формообразования Ф4 (В7В8). Следовательно, исполнительная
связь между движениями В7 и В8 осуществляется через двигатели Д2
и Д2, через их механическую и энергетическую части, т. е. они целиком
входят в исполнительную внутреннюю связь, а изменение параметров
исходных движений этих двигателей влияет на траекторию исполнитель-
ного движения Ф4 (В7В8).
Примером может служить фрезерный станок мод. 6Н13пр с программ-
ным управлением системы ЭНИМС; блок-схема этой системы показана
на фиг. III, 7, а.
Устройство для программного управления фрезерным станком пред-
ставляет собой отдельную кинематическую группу, создающую сложное
движение подачи Фв	необходимое при обработке сложных кри-
волинейных поверхностей, в частности для трехкоординатной обработки
штампов. Движение подачи Ф$ составляется из трех прямолинейных
и
yt^=
5
7
10
го
30.
35
5)
NJ.
=n
fl г-*
5! I !i!E
12^0
4»
0-9
?Lt—KS«

Сиена
оптического следящего
устройства
8 9
a)
6)
Фиг. Ill, 7. Структурные схемы:
а — фрезерного станка с программ-
ным управлением (ЭНИМС); мл — ма-
гнитная лента; бс — блок считывания?
Ух — У« — усилители считывания;
х, у, z — устройства распределения
импульсов; У, — У$ — силовые уси-
лители; Д1 — Д3 — шаговые серво-
электродвигатели; б—токарного станка
с программным управлением, приспо-
собленного для фрезерования турбин-
ных лопаток: 1 — перфорированная карта; 2 — суммирующее устройство; 3 — релейное запоминающее устройство; 4 — самобалансирующийся
мост; 5 — искровая установка; 6 — усилитель Д, — двигатель; 8 — реечная передача; Д9 — сельсин-датчик; Дхо и ДХ8 — двигатели?
14 — толкатель; 15 — балансирующий потенциометр; 16 — щуп; 17 — кулачок; 18 — ползуны, перемещающие ленту-копир; ДХ9 — двига-
тель; 20—21, 22—23—29, 24—26, 27—28 — механические кинематические цепи; 30 — червячное колесо; 31 — червяк; 32 — правая лента-
копир; 33 — левая лента-копир; 34 — фреза; 35 — заготовка; ка — командный аппарат;	— радиусы ленты копира; в — фрезерного
станка с копировальным устройством: 1—2 — механическая кинематическая цепь; 3 — заготовка; 4 — фреза; 5 — сменный копир; 6 — щуп;
7 — зеркало; 8 — лампа; 9 и 10 — фотоэлементы; 11 — оптическое следящее устройство; Дх и Д3 — двигатели; Ух и У2 —усилители; TTt и
ТГХ — тахогенераторы; Рх — регулятор; Л — потенциометр.
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
478
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
элементарных движений: продольного перемещения стола 771, поперечного
перемещения салазок 77 2 и вертикального перемещения фрезерной го-
ловки 773.
Программное устройство (фиг. III, 7, а), как и всякая кинематическая
группа, имеет внутреннюю связь, состоящую из двух однотипных кине-
матических цепей, взаимоувязывающих параметры элементарных движе-
ний. Так, продольное перемещение стола П1 взаимодействует с попереч-
ным перемещением салазок 77 2 через следующую гидроэлектромеханиче-
скую внутреннюю цепь: шариковый ходовой винт стола — шаговый гидро-
двигатель Гг — шаговый электродвигатель Дг — силовой усилитель У1 —
устройство распределения импульсов по координате х — усилители счи-
тывания У! и У2 — считывающую магнитную головку — магнитную
ленту — считывающую магнитную головку — усилители считывания У3
и У4 — устройство распределения импульсов по координате у — силовой
усилитель У8 — шаговый электродвигатель Д2 — шаговый гидродви-
гатель Г2 и шариковый ходовой винт поперечных салазок. Такую же
структуру имеет и вторая внутренняя цепь между поперечными салаз-
ками (движение 77 2) и фрезерной головкой (движение П3).
Эти цепи действуют следующим образом.
Лентопротяжной механизм с отдельным трехфазным асинхронным дви-
гателем перемещает магнитную ленту (толщиной 60 мкм и шириной 19,2 мм)
относительно блока считывающих магнитных головок со скоростью
100 мм!сек. Длина ленты, закладываемой в кассету, 500 м достаточна для
1,5-часовой работы станка. На ленте записаны шесть дорожек сигналов,
по две дорожки для каждого элементарного движения в одном направле-
нии. Магнитная дорожка на ленте состоит из записи последовательных
импульсов (6—8 импульсов на 1 мм). Каждый импульс вызывает поворот
двигателей на один шаг. При равномерном перемещении ленты с постоян-
ной скоростью расстояние между последовательными импульсами опреде-
ляет скорость вращения шагового двигателя. Шесть магнитных голо-
вок (с зазором 0,25 мм) считывают сигналы с магнитной ленты,
и далее соответствующие импульсы поступают в усилители считыва-
ния У х—Ув.
Многокаскадные полупроводниковые усилители считывания имеют
общий коэффициент усиления 5000—7000. Усиленный сигнал поступает
в устройства распределения импульсов по координатам х, у, 2, необхо-
димые для того, чтобы полученный сигнал направить в нужную секцию
обмотки статора шагового серводвигателя и тем самым получить заданное
направление вращения серводвигателя. С устройства распределения им-
пульсов сигналы поступают на силовые усилители У7—У9 и затем в ша-
говые электродвигатели. Последние представляют собой реактивные им-
пульсные двигатели с внешним ротором или с промежуточным полым
ротором, с различным шагом поворота вала — на 1, 5, 3 и 6° — с макси-
мальным статическим моментом, равным примерно 80 нем.
Шаговый серводвигатель поворачивает золотник шагового гидродви-
гателя, который имеет больший вращающий момент и по существу яв-
ляется гидроусилителем с коэффициентом усиления момента 200—300 при
давлении масла 15—20 б (15-105—20-105 н/м2).
Гидродвигатели вращают шариковые ходовые винты. При повороте
гидродвигателя на угловой шаг, равный 3°, гайка шарикового ходового
винта перемещается на 50 мкм.
В рассмотренной внутренней связи кинематической группы подачи
имеются три двигателя вместо двух по схеме III, 5, е; это объясняется тем,
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
479
что здесь создается более сложное исполнительное движение — трех-
элементарное вместо двухэлементарного.
Схема на фиг. III, 5, д имеет также три двигателя, но только один из
них—Дг — находится внутри исполнительной связи. В этом случае
в группе устанавливается дозатор.
Более сложной является схема группы с четырьмя источниками дви-
жения (фиг. III, 5, в). В ней три двигателя Д19 Д2 и Д4 расположены во
внутренней связи, и между элементарными движениями Вп и В12 создается
соответствующими устройствами следующая внутренняя связь: верхний
шпиндель, механический участок 1—2, двигатель Дг, энергетический уча-
сток связи 3—4, преобразователь Прг, механический участок связи 5—6,
преобразователь Пр2, энергетический участок связи 7—8, двигатель Д2,
механический участок связи 9—10, преобразователь Пр%, энергетический
участок связи 11—12, двигатель Д4 и нижний шпиндель. Внешнюю связь
образуют двигатель Д3 и механический участок 16—15.
Примером станка с такой структурой кинематической группы может
служить токарный станок, приспособленный для фрезерования турбин-
ных лопаток (фиг. III, 7, б).
Смешанное расположение источников движения в кинематической
группе возможно и при использовании двух двигателей (фиг. III, 5, ж).
Здесь исполнительная связь между элементарными движениями В13 и В14
осуществляется через механический участок 1—2, преобразователь Прг,
электрический участок 3—4, электродвигатель Д2 и механический участок
связи 5—6. Внешняя связь электродвигателя Д1 с исполнительной связью
обеспечивается через механическую цепь привода 7—1. В этой группе
только один источник движения Д2 находится во внутренней связи.
Примером применения такой структуры может служить структура
кинематической группы подачи в копировально-фрезерном станке, струк-
турная схема которого показана на фиг. III, 7, в. На станке производятся
контурные копировальные работы по двум координатам.
Станок имеет две кинематические группы — движения резания Фо (BJ
и движения подачи Ф5 (В2П3). Группа движения резания — простая и не
требует специального рассмотрения. Группа движения подачи — сложная.
Она имеет внутреннюю связь между элементарным движением В2 — вра-
щение круглого стола с закрепленной на нем заготовкой — и движе-
нием /73 — продольное перемещение салазок стола.
На этих же салазках находится второй круглый стол, на котором
устанавливается сменный копир. На салазках располагается также сле-
дящее устройство (фиг. III,.7, в).
При вращении копира щуп, перемещаясь в радиальном направлении,
поворачивает зеркало. Против него располагаются два фотоэлемента,
которые будут освещены неодинаково, в зависимости от положения зер-
кала. Возникнет разность фототоков, попадающая в усилитель и электро-
двигатель Д2 (фиг. III, 7, в). При одинаковой интенсивности освещения
обоих фотоэлементов разность фототоков отсутствует, и электродвига-
тель Д2 останавливается. Таким образом, внутренняя связь в этой группе
обеспечивается следующим образом: от круглого стола с заготовкой через
две червячные передачи, далее от копира через щуп и следящее устройство,
усилительное устройство У2, электродвигатель Д2 и ходовой винт салазок.
Движение В2 — равномерное, одного направления, а движение /73 —
неравномерное г переменным направлением. Этой связью обеспечивается
траектория исполнительного движения Ф5 (В2Л3). Скорость и другие па-
раметры движения обеспечиваются регулируемым через потенциометр
480
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
электродвигателем Дг и через механический участок 1—2 внешней кине-
матической связи.
Кроме этих обычных связей, в этой группе имеется дополнительная
электрическая связь, обеспечивающая при необходимости переменность
параметра скорости исполнительного движения. При фрезеровании
кулачков с резкими формами кривой требуется, для получения правиль-
ной формы кулачка, уменьшать или увеличивать скорость подачи. Эта
дополнительная связь автоматически изменяет скорость вращения
стола В2 в зависимости от скорости перемещения салазок П3, не изменяя
заданное соотношение скоростей этих движений в каждый отдельный
момент времени, определяющее форму кулачка. Для этого вал электродви-
гателя Д2 жестко соединен с валом тахогенератора Тг2. Последний пере-
Фиг. III, 8. Структура кинематических групп для
трехэлементарного и одноэлементарного исполни-
тельных движений.
дает электросигналы через
усилительное устройство У г
электродвигателю Ди изме-
няя скорость его вращения
относительно заданной, через
потенциометр, средней ско-
рости подачи. Вал электро-
двигателя Дг соединен с тахо-
генератором Тгг, который
следит и поддерживает задан-
ный режим электродвигате-
ля Дг.
Прекращение этой связи,
когда она не нужна, произ-
водится через регулятор Рг.
Тогда скорость электродви-
гателя Дг устанавливается только одним потенциометром.
Таким образом, для кинематических групп при наличии нескольких
источников движения и расположении их как во внутренней связи, так
и вне ее, общим является то, что внутренняя связь, создающая траекторию
исполнительного движения, проходит через энергетическую часть одного
или нескольких электродвигателей. Поэтому работа этих двигателей
должна отвечать требованиям, которые предъявляют к внутренним свя-
зям, исходя из заданных характеристик (показателей) точности формы
образуемой поверхности. Непредвиденные изменения скорости выходного
звена двигателя, расположенного во внутренней кинематической связи,
приводят к изменению траектории исполнительного движения, а следо-
вательно, и к изменению формы образуемой поверхности.
На фиг. III, 5, з показана структура кинематической группы для
исполнительного движения Ф8 (Bi5Bie). Она имеет два источника движения,
и оба они находятся во внутренней связи группы, т. е. через энергетические
части этих источников проходит внутренняя кинематическая связь. От
верхнего шпинделя эта связь осуществляется через механический уча-
сток 1—2, первый электродвигатель Д19 энергетический участок 3—4,
второй электродвигатель Д2, механический участок 5—6 со вторым ниж-
ним шпинделем. Здесь оба электродвигателя влияют на траекторию обра-
зуемого этой группой исполнительного движения. Скорость последнего
зависит от скоростей обоих источников движения, если в механических
участках 1—2 и 5—6 нет специальных органов настройки. В этой группе
внешняя связь между источником движения слилась с внутренней
связью.
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ
481
Такую структуру имеет, например, кинематическая группа движения
резания (ВгВ2) в зубошлифовальном станке фирмы Рейсхауэр,
мод. ZA (см. фиг. III, 70) с червячным кругом.
Представленные на фиг. III, 5 структуры кинематической группы
могут изменяться вследствие развития внешней и внутренней связей,
особенно в тех случаях, когда параметры исполнительного движения пе-
ременны и регулируемы. Этими схемами определяется в основном воз-
можная вариантность структуры кинематической группы, создающей
сложное двухэлементарное исполнительное движение.
Структура группы, создающей сложное трехэлементарное движение
(фиг. III, 8, а), будет изменена при увеличении числа кинематических
цепей во внутренней связи. При создании простого одноэлементарного
исполнительного движения (фиг. III, 8, б) внутренняя связь кинематиче-
ской группы сильно упрощается и состоит из одной поступательной или
вращательной кинематической пары. В этом случае двигатели могут рас-
полагаться только во внешней связи.
Кинематической группой создаются различные по назначению испол-
нительные движения. Поэтому группы будут называться так же, как и
создаваемые ими исполнительные движения, т. е. группами формообра-
зования, врезания, деления, управления и группами вспомогательных
движений.

31 Ачерка
159
ГЛАВА IV
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
v § 1. ТИПОВЫЕ КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ
ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
Кинематическая структура станка может состоять из одной кинемати-
ческой группы, создающей одно исполнительное движение формообразо-
вания — движение резания. В этом случае кинематическая структура
станка — это структура кинематической группы. В качестве примера
можно указать на протяжные станки, в которых одним исполнительным
движением осуществляется несколько процессов обработки резанием:
процессы врезания, формообразования и в некоторых случаях деления.
Чаще всего в станке создается несколько исполнительных движений,
и в этих случаях кинематическая структура-станка составляется из не-
скольких кинематических групп.. Возможны сочетания различных чисел
кинематических групп, разных по своему характеру; следовательно,
структура станка зависит прежде всего от числа сочетаемых групп, их
характера и назначения.
Станок может иметь кинематические группы не всех указанных назна-
чений. Так, например, станки часто не имеют групп деления потому, что
или процесс деления не нужен для работы станка, или же этот процесс
осуществляется попутно с каким-либо другим движением, например с дви-
жением формообразования. Может отсутствовать также движение вре-
зания. Единственными кинематическими группами, без которых не может
существовать станок, являются группы формообразования, которыми
и определяется кинематическая структура станка. Остальные кинематиче-
ские группы, осуществляющие процессы деления и врезания, в большей
или меньшей мере видоизменяют кинематическую структуру станка, но
не определяют ее. Не меньше на структуру станка влияет характер кине-
матического соединения групп между собой через внутренние, внешние
или через те и другие кинематические связи.
На структуру станка влияют такие, например, факторы, как форма
режущего инструмента, конструктивная компоновка станка, уровень
требования к точности его работы и др.
Следовательно, структура станка — это прежде всего число и состав
кинематических групп формообразования и межгрупповые связи между
ними, а затем число и состав остальных, иного назначения, кинематиче-
ских групп и остальные межгрупповые связи.
Все многообразие кинематических структур металлорежущих станков
принадлежит к одному из трех классов кинематических структур, со-
стоящих из кинематических групп формообразования:
а)	только простых, создающих одноэлементарное исполнительное
движение; траектории каждого движения создаются внутренней связью
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
483
в виде вращательной или прямолинейной поступательных пар; такая
структура обозначается в дальнейшем буквой Э и называется элементар-
ной структурой*,	*
б)	только сложных, каждая из которых создает исполнительные
движения, состоящие из двух или большего числа элементарных движе-
ний; внутренняя связь таких групп состоит из одной или нескольких
кинематических цепей; такая структура обозначается буквой С и назы-
вается сложной структурой',
в)	простых и сложных; такая структура станка будет обозначаться
буквой К (комбинация простых и сложных кинематических групп) и
называться комбинированной структурой.
После каждого из этих буквенных обозначений Э, С и К ставится еще
цифра, обозначающая число кинематических групп формообразования,
и далее вторая цифра, обозначающая суммарное число элементарных дви-
жений, из которых составлены все исполнительные движения формооб-
разования.
В каждом классе возможны, в зависимости от числа и сложности созда-
ваемых исполнительных движений формообразования, различные варианты
кинематической структуры (фиг. Ill, 9 а).
На фиг. III, 9, б даны примеры структурных схем различных станков,
обладающих типовыми кинематическими структурами. Так, на фиг.
III, 9, а—в представлены станки с элементарной структурой класса Э.
На фиг. III, 9, а изображена схема протяжного станка. Он имеет одну
простую кинематическую группу формообразования, создающую простое
прямолинейное движение скорости резания, с помощью которого обеспе-
чивают все три процесса: формообразование, врезание и в некоторых слу-
чаях и деление. Его структура — Э11.
Токарный станок для обработки желоба в кольцах подшипников,
показанный на фиг. III, 9, б, состоит из двух простых групп формообра-
зования по структуре класса Э22.
На фиг. III, 9, в представлен круглошлифовальный станок со струк-
турой СЗЗ. Каждая кинематическая группа в этих станках имеет свой
двигатель — электрический или гидравлический.
На фиг. III, 9, г—е даны станки со сложной структурой класса С,
но с одной сложной группой формообразования. Степень сложности этой
группы различна. Представлены схемы трех станков: токарно-винторез-
ного станка для нарезания торцовых резьб со структурой класса С12
(фиг. III, 9, г), создающего сложное двухэлементарное движение формооб-
разования; винторезного станка для нарезания конических резьб со струк-
турой класса С13 (фиг. III, 9, д), движение стало трехэлементарным;
затыловочного станка для конических метчиков со структурой класса С14
(фиг. III, 9, е). Структура этих станков усложняется в зависимости от
числа элементарных движений усложнением внутренней связи. Так, если
в первом станке внутренняя связь состоит из одной кинематической цепи
с гитарой ix, то в третьем станке она состоит уже из трех кинематических
цепей с гитарами ix, iy и iz.
На фиг. III, 9, ж—и показаны станки также со сложной структурой
класса С, но с двумя или тремя сложными группами формообразования.
Приведены:
схема токарного станка для обтачивания некруглых конических бол-
ванок, со структурой класса С24 (фиг. 111, 9, ж), состоящей из двух слож-
ных групп формообразования; для упрощения структуры представлены
схемы с отдельными двигателями в каждой группе;
31*
Фиг. Ш,9.
Классификация
кинематической
структуры ме-
таллорежущих
станков.
4. Типовые кинематические структуры станков
Количество групп		1				2					3			
количество элементарных		1	2	3	4	2	3	4	5	6	3	4	5	6
| нээсиу |	3	311				322					333			
	С		С12	С13	С14			С24	С25	С26				036
	К						К23	«24	«25	«26		«34	«35	«36
Б. Примеры станков с типовыми кинематическими структурами
4 Станки с элементарной структурой класса з		а)	^г4 Структура млЯюй 311	" Протяжной ? станок					B) Структура	\	. ^22	J-» > ф	; hu Bl Токарный станок	у—5	9 для обработки	• Jr Желоба 6 кольцах	«	J подшипников	1 ч>, (в,)	I'd
				2 J				
Б. Станки со сложной структурой класса С	С одной сложной кинема- тической группой	г)	... Структура С12 Винторезный станок „	< для ториевой резьбы Фу(в,/Гг)		t tK	; b<	q		tX^ if J	Структура	г4Й^	2 С13	i Винторезный	НЙ-4-£й	<Ч^~	f \ Р »» , станок	А в,	|	V для конической \>	/Т?г-Гв%7 Г	“I г"4Л'	। фЛе,пгП>)	;	!. П2	
	С двумя и тремя кинемати- ческими группами	*) Стрктура С2Ч . т	- Ч Токарный станок Г { для обточки с,х некруглых болванок 4(efn2) <Ыл3пч)					3)	U^_"”7T	X Структура	Bt X /36 аге	Л Зубофрезерный	[*—J -}—\°в1 станок	к.	/	//у L-R для нарезания	Y/yZ:	^/<vPAn Ul некруглых	\7////у^/Ли 5 1 цилиндрических	^</////рУя. * колес	ajt	|	1 1
В. Станки с комбинированной структурой класса К		Структура. К23 v Токарный	м.— станок	1 ___-_j	/г\Ла для обточки	j	) фасонных тел	1	Х/, вращения об-	'-'4 паточным		 т~ резном	*.*£ т—— '	1 Sf	W	с*				Xi w	Я} Структура .	, Х2У <4 Станок для |-»-м...л J у \z /"b -jH шлифования 1 I 4» ей*-—! затылков зубьев k^Li	TlHiF-Tl . Г"—* ЧI пП м54шн4 , ! ч-У-Цатд ™и. । «Г (Вг П3 п, ns) [ L1	J j/ZT j	
в)
Структура.
3 33
кругло-
шлифовальный
станок
ФЛ81)
ФзАвг}
^г(^з)
Структура
С14
Затыловочный
станук
для конических
летчиков
Ф^В^ПуЛц)
и) .
7 Структура
С 35
Зубофрезерный
станок
с диагональным
врезанием
4,(W,)
м)
Структура
Профиле-
шлифовальный
станок
ФЫЪ)
<b(W
484	КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
485
схема зубофрезерного станка для нарезания некруглых цилиндриче-
ских колес со структурой класса С26 (фиг. III, 9, з). Группа движения
резания в этой схеме создает очень сложное движение, составляемое
четырьмя элементарными движениями; в этой группе сильно усложнилась
внутренняя связь;
схема зубофрезерного станка с диагональным врезанием, со структурой
класса С36 (фиг. III, 9, и). Здесь уже три сложных кинематических
группы, причем стол с заготовкой входит в состав всех этих трех групп.
Для этого в станке имеются два суммирующих механизма 21 и 22 (диф-
ференциалы). Схема еще более сложная.
На фиг. III, 9, к—м даны схемы станков с комбинированной структу-
рой класса К: токарного станка для обтачивания фасонных тел вращения
обкаточным резцом со структурой класса К23 (фиг. III, 9, к)\ станка для
шлифования затылков зубьев конического метчика со структурой
класса К25 (фиг. III, 9, л) и профилешлифовального станка для шаблонов
со структурой класса К34 (фиг. III, 9, м). Характерно, что эти станки
всегда имеют не менее двух кинематических групп формообразования,
причем одна из них — обязательно простая.
Данная классификация кинематических структур станков по харак-
теристике и количеству групп формообразования позволяет устанавливать
у станков, различных по технологическому признаку, однотипность по
кинематическим данным и, следовательно, привести структуры К12 суще-
ствующих станков к типовым структурам, изучение которых не представ-
ляет большой трудности.
Структура основной части станка обеспечивает процессы формообразо-
вания, деления и врезания, поэтому она состоит из нескольких кинемати-
ческих групп, в частности групп движений скорости резания и подачи,
врезания и деления. Структура основной части станка получается путем
сочетания ряда сложных и разнообразных кинематических и конструк-
тивных соединений этих групп между собой и применением общих испол-
нительных звеньев и общих двигателей.
Структура основной части станка зависит не только от числа и харак-
тера групп, но и от способа кинематического соединения кинематических
групп между собой, примененного в данном станке. Следовательно, при-
меняя различные способы соединения кинематических групп, можно
получить несколько различных вариантов структуры формообразующей
части для каждого типа станка.
Рассмотрим теперь, от каких факторов зависит выбор способа соеди-
нения кинематических групп между собой, а следовательно, и выбор
структуры формообразующей части станка.
1. Прежде всего следует решить, есть ли в структуре станка общее ис-
полнительное подвижное звено или его нет, т. е. имеется ли подвижное ис-
полнительное звено, которое принадлежит двум кинематическим группам.
Если его нет, то соединить группы через внутренние связи нельзя —
эти группы независимы, но можно их соединить через внешние связи.
В этом случае структура формообразующей части станка будет зависеть
от количества приводных двигателей. Если двигатель один и он является
общим для всех групп, то возможны два случая.
Первый случай — присоединяемая группа получает движение от внеш-
ней связи первой группы (фиг. III, 10, а) и через общий участок 8—6 связи
проходят внешние связи обеих групп.
Второй случай (фиг. III, 10, б), когда присоединяемая группа получает
движение непосредственно от какого-либо подвижного исполнительного
486
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
звена первой группы или от другого звена, но обязательно лежащего во
внутренней связи первой группы. В этом случае внешняя связь второй
группы будет состоять из участков 6—5—2—3. При двух общих двигателях
(фиг. III, 10, в) кинематическое соединение групп по внешним связям
возможно только через суммирующий механизм (дифференциал).
4
$11(8485 8s) 1
$v(B,8z) ГТ -Э ТФ
Ъ(в3в4) J--------
ж
$и(в,в2)	—I
$5(8384) ф-Э |ф
1^


Фиг. III, 10. Способы кинематического соединения групп.
Если присоединяемая группа имеет свой (отдельный) двигатель, то
кинематическое соединение групп при отсутствии общего исполнительного
звена осуществить нельзя. Соединение может быть только конструктивным.
2. Если в станке имеется общее исполнительное подвижное звено, то
способ соединения групп зависит от действия исполнительных движений
во времени, которые могут быть одновременными или разновременными.
При одновременности движений, когда общее подвижное звено участ-
вует сразу в двух кинематических группах, соединение групп происходит
через дифференциал (фиг. III, 10, г). Здесь одно общее исполнительное
звено и дифференциал соединяют обе группы через внутренние связи.
Такую структуру имеют зубофрезерные станки. Шпиндель заготовки при-
надлежит сразу двум группам: скорости резания и подачи. Соединение
групп по внешним связям в этих станках, когда имеется один двигатель
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
487
или несколько, можно осуществить приемами, указанными выше
(фиг. III, 10, ж—и).
Если исполнительные движения, создаваемые, например, двумя от-
дельными кинематическими группами, должны происходить не одновре-
менно, а в разное время, группы соединяются между собой также по внут-
ренним связям, через общее исполнительное подвижное звено, но способы
соединения кинематических групп будут уже иными. В этом случае можно
применить один из трех способов соединения групп: параллельный, после-
довательный или смешанный.
Фиг. III, 11. Схемы станков с параллельным
соединением кинематических групп:
а — станок мод. E3-10A для нарезания долбяком многозаходных червяков; б — зубошлифовальный
станок мод. 6831; в — токарно-винторезный станок.
Способ параллельного соединения групп
состоит в том, что общее исполнительное звено, на котором совмещаются
элементарные движения, может одновременно выполнять оба движения
параллельно, даже если они различны по длительности действия.
Признаком параллельного соединения. двух групп всегда является
наличие в станке суммирующего механизма (дифференциала). Способ па-
раллельного соединения кинематических групп применяется очень часто.
На фиг. III, 11, а в качестве реального примера показана структурная
схема станка с параллельным соединением кинематических групп —
мод. ЕЗ-10А для нарезания многозаходных червяков чашечным резцом
(долбяком). В этом станке кинематически соединяются две сложные груп-
пы, создающие исполнительные движения <PV (ВХВ2), Ф5 (В3П^). Через
488
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
суммирующий механизм (дифференциал с коническими колесами) проходят
внутренние кинематические связи обеих групп. Шпиндель заготовки при-
надлежит обеим кинематическим группам и через внутреннюю кинемати-
ческую цепь 1—2—ix—3—центральные колеса дифференциала—механиче-
ские участки связи 4—5—6 связан со шпинделем резца, а через цепь 1—2—
ix—3—левое центральное колесо дифференциала, сателлиты и червячную
передачу—участок связи 8—iy—9—с ходовым винтом.
Во внутреннюю цепь первой группы движение от двигателя поступает
через цепь привода 7—iv—5. Цепь привода второй группы движения
(/73В4) более длинна, в ней для передачи движения используются от-
резки внутренних цепей первой группы. Движение передается от двигателя
во внутреннюю связь через участки 7—iv—5—4—3—ix—2—is—9.
В этом станке соединяются между собой две сложные группы формо-
образования. Таким же способом можно соединять сложную и простую
кинематические группы, как это имеет место, например, в зубошлифоваль-
ном станке мод. 5831 (фиг. III, 11, б), в котором соединяются параллельно,
через дифференциал, группа деления (с гитарой iy) и группа профилиро-
вания (с гитарой ix).
Таким же способом иногда производят деление в токарновинторезных
станках при нарезании многозаходных резьб (фиг. III, 11, в). Для этого
верхний суппорт с резцедержателем устанавливается так, что его переме-
щение от руки, движение 7712, происходит параллельно движению Пп
продольного суппорта. После нарезания первого захода верхний суппорт
т
вручную перемещают на часть шага на величину I = —, где к — число
заходов нарезаемой резьбы. Роль суммирующего механизма выполняет
крестовый суппорт, позволяющий перемещать верхний суппорт, не вы-
ключая движения продольного суппорта.
При последовательном способе соединения
групп (см. фиг. III, 10,6) общее исполнительное звено поочередно уча-
ствует то в одном, то в другом исполнительном движении. Признаком
структуры станка, в котором кинематические группы соединены последо-
вательно, является наличие механизма, разрывающего и вновь соединяю-
щего внутреннюю или внешнюю кинематические цепи. Разрыв и восстанов-
ление цепей производится кулачковыми муфтами (однопазовыми), диффе-
ренциалами, делительными дисками или другими устройствами. Способ
последовательного соединения чаще всего применяется при соединении
сложной группы с простой, в частности групп формообразования и деле-
ния.
Реальным примером последовательного соединения кинематических
групп может служить резьбофрезерный станок мод. 561 (фиг. III, 12, а).
В этом стенке группа винтового движения Ф5 соединяется после-
довательно с группой движения деления Д (В3). Последнее производится
вручную при помощи рукоятки фиксатора делительного диска, отверстия
которого расположены на торце зубчатого колеса z = 108. При выводе
фиксатора из отверстия делительного диска винторезная цепь между заго-
товкой и ходовым винтом разрывается, движение Ф3 (ВгП2) прекращается,
и заготовка от рукоятки делительного диска получает движение деления.
То же самое имеет место и в резьбошлифовальном станке мод. 5883А
(фиг. III, 12, б), но роль механизма разрыва винторезной цепи выполняет
дифференциал, который в этом частном случае не работает как суммирую-
щий механизм; он исполняет в станке роль муфты. Из трех звеньев рабо-
тают всегда только два.
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
489
Смешанное (параллельно-последовательное)
соединение групп (см. фиг. III, 10, ё) основано на разложении
одного сложного движения на два менее сложных. Это соединение приме-
няется чаще всего при сочетании сложной группы формообразования с про-
стой группой деления. Для этого во внутренней связи сложной группы
устанавливается специальный реверс (без относительного проскальзыва-
ния звеньев в момент реверсирования). При реверсировании элементарного
движения, находящегося на общем исполнительном звене, сложное дви-
жение формообразования прекращается, а на общем исполнительном звене
Фиг. III, 12. Схемы станков с последовательным соединением кинематических групп:
а — резьбофрезерный станок мод. 561; б — резьбошлифовальный станок мод. 5883А для обработки
червяков.
остается простое движение деления. Следовательно, в начале осущест-
вляются два процесса формообразования и деления, а затем — только
деления.
Специальный реверс в виде составного зубчатого колеса применен
в зубошлифовальном станке мод. 5П84, упрощенная кинематическая схема
которого показана на фиг. III, 13, в.
Это составное колесо меняет направление своего вращения из-за под-
вижного ведущего колеса Б:, которое зацепляется попеременно с внешним
и с внутренним венцом составного колеса. Прямоугольный стол движется
попеременно в обоих направлениях (движение /78), а круглый стол вра-
щается в одну и ту же сторону (движение В7). Поэтому заготовка совершает
движение качения Ф3 при прямом ходе стола, а при обратном его ходе
движение прекращается, и продолжается движение деления Д (В?)
круглого стола.
Такое же соединение групп деления и формообразования применяется
во всех затыловочных станках (фиг. III, 13, а). Роль специального ре-
верса, расположенного во внутренней связи группы формообразования,
выполняет плоский кулачок 3.
В резьботокарном станке мод. 1921 (фиг. III, 13, б) при нарезании
многозаходной резьбы используют смешанный способ деления. При воз-
вращении резца в исходное положение, после первого прохода, шпиндель
будет вращаться в том же направлении, но не на целое число оборотов,
490
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
Составное
колесо
Z28
Z10
т-3,5
Z2Z
т-1}5
Z25
т-3,5
1210
(полное)
т*1$
Z43 ZS5
Z2Z
т=2
Z28
т=3.5
z si
т=2 г
Z64
211^=2
(2	m-z
jat
зг
Z37,m^Z\ Z60,m-Z
Ср 'Z45
Яасос смазки т~?
Гатара деления
Гитара одна т ни
Тахогенератор
 Мотор посто-
янного тона
N=2,4 квт
п -2800- 70 од/мин
в
Фиг. III, 13. Схемы станков со смешанным (параллельно-последовательным) соеди-
нением кинематических групп:
а — затыловочный станок; б — резьботокарный станок мод. 1921 и зубошлифовальный
станок мод. 5П84.
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
491
а на некоторую часть оборота больше или меньше с тем, чтобы резец попал
в другой заход. Роль специального реверса выполняет цилиндрический
кулачок А, установленный вместо обычного ходового винта.
Все эти общие теоретические положения по кинематической структуре
формообразующей части станков лучше всего проследить при анализе
структуры станков какой-либо одной технологической группы, в частности
зубофрезерных станков.
На фиг. III, 14 показано построение типовой структуры формообра-
зующей части зубофрезерного станка для наиболее сложного вида обра-
ботки — при нарезании цилиндрического колеса с винтовым зубом чер-
вячной фрезой.
Фиг. III, 14. Построение типовой структуры формообразующей части зубофрезерного
станка.
На фиг. III, 14, а дана схема движения формообразования. Для наре-
зания цилиндрического колеса с винтовым зубом червячной фрезой нужно
создать два движения формообразования. Первым движением (ВгВ2) —
движением скорости резания — образуется профиль зуба и им же обеспе-
чивается делительный процесс. Это движение является движением обката
и создается двумя элементарными движениями Вх — вращением фрезы и
В2 — вращением стола с установленной на нем заготовкой.
Вторым движением, движением подачи <PS (/73В4) образуется форма
зуба по длине, по винтовой линии. Это винтовое движение создается двумя
элементарными движениями: П3 — прямолинейным движением фрезы
вдоль заготовки и В4 — вращением заготовки.
Оба эти движения формообразования — движения сложные, двух-
элементарные, и для создания их требуется формообразующая часть зубо-
фрезерного станка в виде двух сложных кинематических групп формооб-
разования: движения резания Фи (BjB2) и движения подачи <PS (773В4).
Кроме этих двух групп формообразования, в формообразующей части
станка может быть и третья группа — группа врезания. Ее состав зависит
от способа врезания, который применяется в станке. Анализ структуры
формообразующей части зубофрезерного станка, в которой имеется отдель-
ная группа врезания, приведен ниже (стр. 549).
492
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
Построение всей формообразующей части станка начинается с созда-
ния первой кинематической группы формообразования, группы движения
скорости резания Ф^ВХВ 2). Известно, что любая кинематическая группа
всегда состоит из двух кинематических связей: внутренней, обеспечиваю-
щей траекторию заданного движения, и внешней, обеспечивающей ско-
рость, путь, направление и исходное положение заданного движения.
Прежде всего строим внутреннюю связь кинематической группы движе-
ния скорости резания (фиг. III, 14, б). Для этого соединяем шпиндель
фрезы со столом станка жесткой кинематической цепью (на схеме — штри-
ховая линия), которая при любо^ вращении шпинделя фрезы заставляет
вращаться и стол с соответствующей скоростью. Элементарные движения
Вг и В2 через внутреннюю кинематическую связь B1^l~>ix~>2~>B2 ста-
новятся взаимосвязанными, создавая тем самым траекторию движения
обката.
Если эту внутреннюю кинематическую цепь соединить с двигателем
(фиг. III, 14, в), то кинематическая цепь	будет внешней кине-
матической связью, где под точкой 4, точкой присоединения внешней связи
к внутренней связи, понимается то звено, которое одновременно принад-
лежит и внешней, и внутренней связям. Обе эти связи создают сложное
движение обката, оно же — движение резания Фо (ВХВ2). Структуру этой
кинематической группы можно записать по структурной схеме следующим
образом:
1 -> Вх на фрезе
Д^З-+1^4-\
у
-> В2 на столе,
здесь iv — гитара скорости резания и ix — гитара деления.
По этой условной записи видно, что движение от двигателя Дг прохо-
дит по внешней связи до точки 4 и далее от нее одновременно, по внутрен-
ней связи, идет вверх — к фрезе и вниз — к столу с заготовкой.
Вторую кинематическую группу, группу движения подачи Ф5(/73В4),
также построим отдельно и начнем это построение с внутренней связи
(фиг. III, 14, г). Здесь имеет место именно тот часто встречаемый в станках
случай, когда одно исполнительное подвижное звено (стол станка) участ-
вует в создании обоих движений формообразования и, следовательно, стол
будет принадлежать одновременно обеим группам, получая два независи-
мых элементарных движения В2 и В4. Для этого в схеме размещают сум-
мирующий механизм 21 (дифференциал), имеющий два входных звена
(точки 5 и 7) и одно выходное (точка б), на котором и создается сумма или
разность двух элементарных движений В2 и В4. Внутренняя связь группы
подачи называется цепью дифференциала; она связывает вертикальный
ходовой винт со столом через связь
Z73 —> —> 8 —> iy —> 7 —> Si —> 6 —> 2 —> В4,
где /i — шаг вертикального ходового винта и Si — дифференциал.
Если к этой внутренней связи присоединить уже построенную группу
движения скорости резания Фо (ВХВ2), то получим промежуточную схему,
показанную на фиг. III, 14, <3. Из нее видно, что внутренние связи обеих
групп проходят через дифференциал Si-
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
493
Для построения первого, более простого варианта схемы зубофрезер-
ного станка, возьмем Случай, когда группа движения подачи имеет свой,
отдельный двигатель Д2.
Тогда структура всей группы подачи Ф& (П3В^) будет (фиг. III, 14, е)
Ф
Ф
> 8	/73..
Из этой записи видно, что движение идет от двигателя Д2 через внеш-
нюю связь до точки 9 и далее одновременно идет вверх через дифференциал
к столу и через гитару дифференциала iy и вертикальный ходовой винт —
к суппорту.
Присоединяя внешнюю связь группы подачи ко всей схеме получаем
структуру формообразующей части зубофрезерного станка, если каждая
группа формообразования имеет свой, отдельный двигатель (фиг. III, 14, е).
Такую структуру имеет зубофрезерный станок мод. 5312, встроенный
в автоматическую станочную линию для изготовления зубчатых колес,
созданную в ЭНИМСе.
Этот вариант структуры является наиболее простым и работоспособ-
ным. Эксплуатация линии показала, что станок работает хорошо.
Однако следует отметить и основной недостаток этого варианта.
На станке можно получить только минутную подачу, а не подачу на оборот
(в дальнейшем для краткости — оборотная подача), что отличает его от
других зубофрезерных станков. При частых перенастройках гитары ско-
рости резания, для сохранения оптимальной оборотной подачи прихо-
дится перестраивать также гитару подач, что усложняет настройку станка.
Кроме этого, станок с двумя двигателями стоит несколько дороже станка
с одним двигателем. Поэтому, хотя зубофрезерные станки с двумя отдель-
ными двигателями большого распространения не получили, применение
его в указанной станочной линии было вполне оправдано и целесообразно.
Существуют и другие варианты структуры формообразующей части
зубофрезерного станка, если состав внешней связи кинематической группы
подач делать различным. Рассмотрим эти варианты. На фиг. III, 15 даны
возможные варианты структурных схем зубофрезерных станков.
В зубофрезерных станках, в которых каждая группа формообразова-
ния имеет свой отдельный двигатель, возможна постоянная оборотная по-
дача, если в структурной схеме между группами формообразования преду-
смотрена специальная межгрупповая кинематическая связь, обеспечиваю-
щая постоянство подачи на оборот (фиг. III, 15, а) через связь: стол->2->
Масло из обычного насоса через насос-дозатор (НД) подается
в гидроцилиндр Чем быстрее будет вращаться стол, тем больший объем
масла выдает насос-дозатор, тем большей будет минутная подача суппорта
и оборотная подача будет постоянной. Такую структурную схему имеют
зубошлифовальные станки фирмы Рейсхауэр, мод. ZA, работающие с чер-
вячным кругом (см. фиг. III, 70). Добавление короткой межгрупповой
связи не сильно усложнило кинематику станка, но эта связь обеспечила
более равномерную подачу круга, следовательно, и более чистую поверх-
ность шлифуемого зуба. Такую же схему предполагается применить и
в зубофрезерных станках.
Для уменьшения себестоимости станка их строят в большинстве слу-
чаев с одним общим силовым двигателем (фиг. III, 15, б, в). При таком
494
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
решении возможны два варианта структурных схем станка. Сущность пер-
вого варианта (фиг. III, 15, б) состоит в том, что внешнюю связь группы
подачи Ф$ (П3В4) присоединяют к внешней связи группы движения ско-
рости резания Фо (Z?iB2) в точке 9, находящейся около двигателя
Схема получается с более длинными кинематическими цепями привода, она
обеспечивает только минутную подачу, и поэтому этот вариант структуры
в зубофрезерных станках не применяется. Если же отрезок внешней связи
группы движения подачи Ф3 (П3В^ присоединить к внутренней связи
группы движения скорости резания Фи^В^ через точку 9, расположен-
ную около стола (фиг. III, 15, в), то кинематическая схема станка стано-
вится более компактной, она обеспечивает постоянство заданной оборот-
ной подачи и поэтому именно такая структура и применяется почти во всех
зубофрезерных станках. Она стала типовой структурой. Все же структура
кинематической группы подачи здесь довольно громоздка и более сложна,
чем в предыдущем варианте, но от этого вся структура не усложняется.
Это объясняется тем, что внешняя и часть внутренней кинематической
связи первой кинематической группы движения резания использованы
в качестве внешней связи второй группы движения подачи.
Для выявления состава группы подач отнимем группу движения ско-
рости резания от общей структуры формообразующей части станка
(фиг. III, 15, в). Оставшаяся часть структуры и будет структурой группы
движения подачи Ф8(773В4). Условная запись этой структуры
В4ч-9-> is-> 10-+
Т *
—> 3 —> iv —> 4	ix	iy
Ф	t
5-^^6
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
495
Эта условная запись показывает, что движение от силового двигателя Д1
через внешнюю связь группы подачи, пройдя гитару ivt дифференциал
гитару ix, точку 9 и гитару iSf поступает в точку 10 присоединения внешней
связи к внутренней связи в группе подач Ф3(П3В^. От точки 10 движение
идет по внутренней связи группы подач через точку 8 и ходовой вертикаль-
ный винт к суппорту фрезы, создавая элементарное движение /73, и от
точки 10 через гитару дифференциала второй входной вал 7 дифферен-
циала, дифференциал 21, выходной вал 6 дифференциала, гитару деления
ix, точку* 2 и стол станка, создавая на нем второе элементарное движе-
ние В4. Этой группой создается винтовое движение подачи Ф3 (П3В4).
Так как гитара подач располагается после дифференциала и гитары деле-
ния 1Х, то в станке используется оборотная подача, постоянство которой
все время сохраняется при любых перестройках гитар ix и iy и сохранении
настройки is. Минутная подача будет зависеть от настройки гитар
ix и is.
Такую типовую структуру формообразующей части станка (фиг.
III, 15, в) имеют наиболее распространенные серийные зубофрезер-
ные станки завода «Комсомолец», мод. 5Д32 и 5Е32, и большинство других
зубофрезерных станков отечественного и зарубежного производства.
Из этой же структурной схемы видно, что внешняя связь группы по-
дачи между двигателем Д± и точкой 10 не является отдельной самостоя-
тельной цепью подач, а состоит из ряда отрезков, принадлежащих группе
движения скорости резания. Отрезок Д1~>3^1^4 является внешней
связью группы движения резания, отрезок 4~^5-^Уа->6^1х^9 частью
внутренней связи группы движения скорости резания и только отрезок
9^is-+10 является самостоятельным участком цепи привода в группе по-
дач. Использование цепей группы движения скорости резания в качестве
цепи подач — прием положительный, он приводит к упрощению структур-
ной схемы станка с одним двигателем. Однако если нагрузка цепи подачи
значительна, то она через общие ветви связей может влиять на работу
группы движения скорости резания. Так как группа подач большей частью
не несет больших нагрузок, то это влияние незначительно.
» Проведенный структурный анализ позволил установить, что возможны
следующие четыре варианта структуры формообразующей части у зубо-
фрезерных станков:
1)	с двумя силовыми двигателями без межгрупповой связи (см. фиг.
1П, 14, е);
2)	с двумя силовыми двигателями с межгрупповой связью (фиг.
Ш, 15, а);
3)	с одним общим силовым двигателем и с минутной подачей (фиг.
Ш, 15, б);
4)	с одним общим силовым двигателем и с оборотной подачей (фиг.
III, 15, в).
На практике применяют зубофрезерные станки, имеющие структуру
только по первому или четвертому вариантам.
Конечно, состав структуры каждой кинематической связи может видо-
изменяться из-за числа и характера звеньев, входящих в эту кинематиче-
скую связь, но число связей, их характер и способ их соединения воз-
можны только по указанным четырем вариантам структуры формообра-
зующей части станка, если в нем имеется общее подвижное исполнитель-
ное звено. Так, например, в зубофрезерных станках мод. 5К32 и 5К324
завода «Комсомолец» (см. фиг. III, 46) вместо гитар скорости резания и
подачи установлены коробки скорости резания и подачи, но структура
496
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
формообразующей части станка полностью соответствует четвертому ва-
рианту структуры (фиг. III, 15, в).
Рассмотрим возможные варианты структуры формообразующей части
станка, если в нем нет общих подвижных исполнительных звеньев.
Для этого возьмем станок, у которого число и характер кинематических
Фиг. III, 16. Варианты структуры формообразующей части
станка, в схеме движений которого нет общих подвижных
исполнительных звеньев.
групп такие же, как у рассмотренного зубофрезерного станка со структу-
рой класса С24, т. е. у станка, имеющего структуру сложного класса
с двумя сложными группами формообразования из четырех элементарных
движений и без общего подвижного исполнительного звена.
В этом случае кинематическое соединение групп между собой может
быть только по внешним связям, и тогда имеют место следующие четыре
варианта структуры в формообразующей части станка:
1)	с двумя силовыми двигателями без межгрупповой связи (фиг.
III, 16, а);
2)	с двумя силовыми двигателями с межгрупповой связью (фиг.
Ш, 16, б);
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ формообразующей части станка
497
3)	с одним общим силовым двигателем и с минутной подачей (фиг.
Ш, 16, в);
4)	с одним общим силовым двигателем и с оборотной подачей (фиг.
III, 16, г).
В первом варианте структуры при отсутствии общего подвижного
исполнительного звена и общего силового двигателя соединить две группы
кинематически нельзя, так как ни во внешних, ни во внутренних кинема-
тических связях нет общих звеньев. Поэтому первый вариант структуры
может иметь только конструктивное соединение двух групп, т. е. такое,
когда на каком-то одном звене, например на станине, размещаются обе
группы, и тогда они будут соединяться между собой только конструктивно.
Следовательно, кинематическое соединение групп между собой будет
иметь место во втором, третьем и четвертом вариантах структуры и то
Фиг. III, 17. Варианты размещения гитар
только по внешним связям. В практике встречаются станки как с общим
подвижным звеном, так и без него, поэтому вариантность схем будет огра-
ничиваться восемью возможными структурами, из которых одна струк-
тура — с общим подвижным звеном и общим силовым двигателем при
минутной подаче (фиг. III, 15, б) применяется очень мало. Из семи остав-
шихся структурных схем наибольшее применение, как наиболее рацио-
нальная, имеет структура с одним общим подвижным звеном и одним об-
щим силовым двигателем при оборотной подаче (фиг. III, 15, в).
Сравнивая четыре структуры станков, имеющих общее подвижное
исполнительное звено (фиг. III, 15), с четырьмя структурами станков,
у которых такого звена нет (фиг. III, 16), видно, что они прежде всего раз-
личаются тем, что в станках с общим подвижным звеном группы соеди-
няются по внутренним связям, и поэтому в большинстве станков приме-
няется суммирующий механизм (дифференциал). В этом случае соединения
групп по внешним связям может и не быть, но соединение по внутренним
связям обязательно. Если соединение групп по внешним связям есть, то
способы такого соединения одинаковы в станках обоих видов. Для пол-
ного представления о возможных вариантах кинематической структуры
станков необходимо рассмотреть вопрос о размещении органов настройки.
Из структурной схемы зубофрезерных станков (фиг. III, 17, а) видно,
что внутренние и внешние цепи в обеих группах состоят из ряда участков.
32 Ачеркан 159
498
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
Например, внутренняя связь группы движения резания состоит из пяти
участков: 3—2; 2—4\ 4—5\ 5—6 и 6—7, В рассматриваемой схеме гитара
деления ix размещена в участке 5—6; однако она может быть расположена
в любом другом участке этой же цепи. Участки 5—6 и 6—7 являются об-
щими участками, так как принадлежат одновременно внутренней кине-
матической связи групп движений резания и подачи. Поэтому в этих уча-
стках могут быть расположены как гитара деления так и гитара диффе-
ренциала 1У, Гитары скорости резания iv и подачи is также могут быть раз-
мещены иначе. Следовательно, при различном размещении четырех гитар
можно получить довольно большое число разных структурных схем. Самым
рациональным размещением органов настройки будет то, при котором
наиболее легко, за самое короткое время, можно перестроить станок при
Фиг. III, 18. Варианты размещения гитар.
нарезании двух парных колес; при этом перестройка гитар iv и is при прак-
тическом подборе режимов резания не должна вызывать необходимости
в перестройке гитар ix и iy. Такое размещение гитар и показано на
фиг. III, 17, а. В самом деле, попробуем перемещать гитары в -другие
участки схемы. Размещение гитары скорости резания iv в участке 3—2
(фиг. III, 17, б) усложнит настройку гитары деления так как одновре-
менно с изменением гитары iv придется перестраивать и гитару ix.
Если гитара ix будет размещена в участке 3—2 (фиг. III, 18, а), то при
перестройке гитары ix гитару iv придется также перестраивать; кроме того,
гитара iX9 находясь в цепи скорости резания, будет воспринимать большие
нагрузки, что недопустимо.
Пусть гитара деления ix находится в участке 2—4 (фиг. III, 18, б).
В этом случае, после нарезания одного из колес и при переходе к нареза-
нию другого парного колеса, придется перестраивать гитару деления ix
(изменилось число зубьев z) и гитару дифференциала iy (изменился шаг Т
винтовой линии зуба), что приводит к неточности шага Т из-за прибли-
женной настройки гитары iff и к потере времени на переналадку станка.
Если гитару ix разместить в участке 5—6 (см. фиг. III, 17, а), то в фор-
муле настройки гитары дифференциала iy сократится величина z, и пере-
даточное отношение колес гитары iy будет зависеть только от модуля m
и угла наклона 0 винтового зуба, которые у сопряженных колес одни и
те же. Поэтому для нарезания парного зубчатого колеса надо перестроить
только гитару деления ix. Сокращается время наладки и более точным
получается шаг винтовой линии нарезанного зуба.
ТИПОВЫЕ СТРУКТУРЫ ФОРМООБРАЗУЮЩЕЙ ЧАСТИ СТАНКА
499
Существует последняя возможность — это перенести гитару деления ix
в отрезок связи 6—7 (фиг. III, 19, а). В этом случае при перестройке ги-
тары ix придется перестраивать и гитару подачи zs, что вызывает излишний
расход времени на переналадку станка.
Эти два последних довода исключают возможность перенести в участки
5—6 и 6—7 гитару дифференциала iy (фиг. Ill, 19, б). Остается проверить
Фиг. III, 19. Варианты размещения гитар.
перенос гитары is в участок 8—10 (фиг. III, 20, а). При перестройке ги-
тары is придется перестроить и гитару iy, что неудобно.
Таким образом, наиболее рационально размещение гитары дифферен-
циала iy в участке 8—9.
Гитара is может быть размещена в участке 6—7 (фиг. III, 20, б). Но
тогда при практическом подборе подачи и перестройке гитары rs, которая
Фиг. III, 20. Варианты размещения гитар.
теперь находится во внутренней связи, придется перестраивать еще две
гитары 1Х и iyf что совсем недопустимо.
Следовательно, размещение органов настройки по структурной схеме,
показанной на фиг. III, 17, а, наиболее рационально, и поэтому такая
схема и используется на практике.
32*
500
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
§ 2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА АНАЛИЗА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ
МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ И КИНЕМАТИЧЕСКАЯ НАСТРОЙКА
СТАНКОВ
Кинематическую схему любого металлорежущего станка можно проана-
лизировать, пользуясь сформулированными выше общими теоретическими
положениями, относящимися к кинематической структуре станков.
Примерный план анализа кинематики станка основан на следующих
трех положениях:
а)	Кинематическую схему анализируют по частям, а не целиком, и
прежде всего рассматривают кинематические группы, создающие движе-
ния формообразования, деления и врезания, а затем и другие группы —
управления и вспомогательных движений.
б)	Анализ кинематической структуры каждой группы начинают не
с источников движения (двигателей), а с кинематических цепей или кине-
матических пар,, обеспечивающих внутреннюю кинематическую связь
в кинематической группе; только после этого определяют цепи привода от
двигателя.
в)	При структурном анализе рассматривают структурные цепи, а при
кинематической настройке станка — расчетные кинематические цепи.
Структурные и расчетные цепи — это не одно и то же: структурные кине-
матические цепи — это реальные цепи, которые обеспечивают кинемати-
ческие связи, необходимые для получения заданных параметров создавае-
мого исполнительного движения, а расчетные кинематические цепи состав-
ляются искусственно с целью определения неизвестных параметров орга-
нов настройки. Поэтому расчетные цепи могут отличаться от структурных
цепей как по своему составу, так и по количеству.
В общем случае анализ кинематической структуры и кинематическая
настройка станка слагаются из четырех этапов:
1.	Исходя из формы образуемой поверхности и режущего инструмента,
а также из способа технологического формирования материала определяют
количество и характер кинематических групп для движения формообразо-
вания, деления и врезания, после чего кинематическую схему станка раз-
деляют на столько же частей. '
2.	Зная характер исполнительных движений, разбирают структуру
каждой кинематической группы в отдельности. В группе находят внутрен-
нюю и внешнюю кинематические связи и органы настройки для регулиро-
вания параметров исполнительного движения.
3.	Рассматривают остальную, оставшуюся неразобранной часть кине-
матической схемы, состоящую обычно из механизма управления и кинема-
тических групп для вспомогательных движений.
4.	Настраивают кинематику станка, устанавливая формулы настройки
гитар и некоторых других органов настройки.
Для определения формулы настройки какой-либо гитары по кинемати-
ческой схеме намечают расчетную кинематическую цепь, по которой со-
ставляют уравнение, названное Г. М. Головиным «Уравнением кинемати-
ческого баланса» х. Таким способом определяют передаточное отношение
для каждой из имеющихся в станке гитар. Так как для одной и той же
гитары иногда можно наметить несколько различных расчетных кинема-
тических цепей, то эти цепи являются условными кинематическими цепями,
не всегда определяющими сущность кинематического устройства станка.
Поэтому расчетные кинематические цепи служат только для определения
1 Проф. Г. М. Головин первый разработал единую формулу настройки для всехстанков.
МЕТОДИКА АНАЛИЗА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ СТАНКОВ
501
передаточных отношений гитар. Однотипные станки с одинаковой кинема-
тической структурой могут иметь различное количество гитар и расчетных
кинематических цепей, если параметры создаваемого исполнительного
движения будут настраиваться на одном станке посредством гитар, а на
другом — органами настройки другого типа, для определения характе-
ристики которых не требуется составлять уравнения кинематического
баланса.
Для того чтобы составить уравнение кинематического баланса рас-
четной цепи, нужно знать расчетные перемещения ее конечных звеньев.
Эти перемещения определяются в зависимости от того, где располагается
определяемый орган настройки — во внутренней или во внешней кинема-
тической связи.
Если орган настройки лежит во внутренней связи, то конечными звень-
ями будут подвижные исполнительные звенья. Абсолютные перемещения
этих звеньев неизвестны, но известны их относительные перемещения,
соответствующие относительным перемещениям в какой-либо механиче-
ской передаче, которые по форме копируют заданное изделие и режущий
инструмент.
Для этого одному из элементов передачи (заготовке или режущему
инструменту) дают вполне определенное движение: один оборот — при
вращении и перемещение L мм — при прямолинейном движении; зная
передаточные отношения между заготовкой и режущим инструментом
(оно будет таким же, как и в передаче, которую по форме копируют изде-
лие и режущий инструмент), определяют перемещение второго элемента
(режущего инструмента или заготовки).
Например, расчетные перемещения конечных звеньев цепи деления
при фрезеровании цилиндрического колеса червячной фрезой учитывая,
что заготовка и режущий инструмент копируют движения в червячной
передаче, запишутся следующим образом:
k
1 об. фрезы — оборотов заготовки,
здесь k — число заходов червячной фрезы;
z — число зубьев нарезаемого колеса.
Расчетные и структурные цепи внешних связей обычно по своему со-
ставу отличаются друг от друга. Состав расчетных цепей для определения
передаточного отношения гитар скорости резания очень прост. Уравнением
кинематического баланса связываются числа оборотов в минуту двигателя
с числом оборотов в минуту одного из исполнительных звеньев, участвую-
щих в создании движения резания. В частности, для зубофрезерного станка
расчетные перемещения в цепи скорости резания будут:
пэ об/мин двигателя -> пф об/мин фрезы.
Состав расчетных цепей подач зависит от единицы, которой измеряется
подача и которая, в свою очередь, зависит от принятой технологии: обо-
ротной (мм/об), минутной (мм/мин) или цикловой (сек/цикл) подач.
Так, расчетные перемещения в цепях подач будут
1. При минутной подаче
линейная подача для движения типа Ф5 (ГЦ) или <PS (П2В3):
пэ об/мин электродвигателям sM мм/мин поступательного перемещения
исполнительного звена группы подачи;
круговая подача для движения типа <PS (Вг) или <PS (В2В3):
502
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
пэ об/мин электродвигателя пм об/мин подвижного исполнительного
звена группы подачи.
2. При оборотной подаче
линейная подача для движения типа Ф5 (77J и Ф5 (/72В3):
1 об. подвижного исполни- j s0 — перемещение подвижного ис-
тельного звена группы реза- I	полнительного звена группы
ния.	j	подачи
или
1 дв. ход подвижного испол- 1	-> s0 — перемещение подвижного ис-
нительного звена группы I	полнительного звена группы
резания	J	подачи
круговая подача для движения типа <PS (BJ и Ф3 (В2В3)
1 об. подвижного испол-
нительного звена группы
резания
или
1 дв. ход подвижного испол-
нительного звена группы
резания
3. При цикловой подаче
1 об. распределительного
вала
->	— оборотов подвижного испол-
нительного звена группы по-
дачи
->	— оборотов подвижного испол-
нительного звена группы по-
дачи
-gg- Sy — оборотов двигателя.
Кинематическая структура станка зависит не только от выбранного
способа соединения, но и от ряда других факторов, в том числе факторов
и не кинематического порядка. Проследить в общем виде влияние всех
дополнительных факторов на кинематическую структуру станка трудно,
так как это влияние в каждом конкретном случает имеет специфический
характер. Все же некоторые, наиболее часто встречаемые вопросы изме-
нения структуры нужно рассмотреть в общем виде; сюда относятся диффе-
ренциальные и бездифференциальные структуры и влияние формы режу-
щего инструмента, скрытых передач и некоторых других факторов на кине-
матическую структуру станка.
§ 3. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ И БЕЗДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ
КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ СТАНКОВ
Структура станков, одинаковых по назначению, будет различной в за-
висимости от того, применен в ней суммирующий механизм — дифферен-
циал — или нет. Дифференциалами создают несколько элементарных
движений на одном и том же исполнительном звене. Они позволяют изме-
нять скорость каждого элементарного движения, не изменяя скорости
остальных слагаемых движений, снимать (прекращать) любое элементар-
ное движение и в нужный момент вновь создавать его. Дифференциаль-
ными механизмами можно реально или физически суммировать движения,
которые не совпадают с понятием математического суммирования: при ис-
пользовании последнего дифференциал отсутствует, т. е. станок будет
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ И БЕЗДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ
503
бездифференциальным, хотя в нем и создаются те же элементарные движе-
ния, что и в дифференциальном станке. Следовательно, на однотипных
станках резанием могут быть образованы одни и те же поверхности. Одно-
типные бездифференциальные станки по структуре проще дифференциаль-
ных станков и поэтому, в принципе, можно было бы изготовлять только
бездифференциальные станки, если бы принимать в расчет только кинема-
тическую сторону обработки поверхностей.
Однако, в действительности, как дифференциальные, так и бездиффе-
ренциальные станки имеют свои эксплуатационные достоинства и недо-
статки. Поэтому вопрос о применении дифференциальной или бездиффе-
ренциальной структуры не решается так просто еще и потому, что от рас-
положения дифференциала зависят преимущества и недостатки его при-
менения. Кроме того, дифференциальную структуру не всегда можно за-
менить бездифференциальной: это можно сделать только при некоторых
определенных условиях.
Назначение и расположение дифференциала могут быть очень различ-
ными: дифференциал располагается только в одной группе и предназна-
чается для повышения точности работы группы или для облегчения на-
стройки параметров создаваемого исполнительного движения; дифферен-
циал располагается между группами и соединяет группы между собой.
В этом случае дифференциал нужен для того, чтобы уменьшить число под-
вижных и исполнительных звеньев в станке, и он позволяет одному
и тому же исполнительному звену участвовать в одно и то же время в двух
и более исполнительных движениях, имеющих независимые траектории,
скорости и другие параметры, которые можно изменять.
Схемы дифференциалов, применяемых в станках, могут быть различ-
ными, в зависимости от вида зубчатой или другой передачи, используемой
в качестве суммирующего механизма.
Если одному из звеньев любой передачи дать две степени свободы, то
эта передача становится суммирующим механизмом. В последнем обяза-
тельно имеются три приводных звена: два входных (ведущих) и одно вы-
ходное (ведомое), на котором получается суммарное движение.
На фиг. III, 21 показаны наиболее часто встречающиеся схемы сумми-
рующих механизмов. На фиг. III, 21, а, б показаны дифференциалы
с цилиндрическими зубчатыми колесами.
На фиг. III, 21, в для суммирования использована косозубая пере-
48
дача -зд , в котором колесо z = 50, кроме вращения, имеет еще и осевое
перемещение. Схемы фиг. Щ, 21, г—е построены на механизмах типа
реечной передачи.
Широко используют дифференциалы с коническими зубчатыми переда-
чами (фиг. III, 21, ж—и). Можно получить суммирование на ходовом
винте и гайке, если одновременно с вращением ходового винта сообщить
вращение и гайке (фиг. III, 21, к—м). Червячная передача также исполь-
зуется в качестве суммирующего механизма при различных сочетаниях
движений на червяке и червячном колесе. Так, если червяку (фиг.
III, 21, я) одновременно с вращением сообщить осевое перемещение,
то на червячном колесе получится суммарное движение. То же самое полу-
чим, если червяк одновременно с вращением вокруг оси будет вращаться
вокруг оси червячного колеса (фиг. III, 21, о) или червячное колесо будет
вращаться вокруг оси червяка (фиг. III, 21, п).
Замена дифференциального станка бездифференциальным, в котором
вместо физического сложения элементарных движений через
504
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
Фиг. Ш, 21. Схемы суммирующих механизмов.
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ И БЕЗДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ
505
механизм дифференциала производится математическое сложение,
возможна только при соблюдении следующих трех условий: 1) если сла-
гаемые движения имеют одну и ту же скоростную характеристику, т. е.
они либо равномерны, либо, если неравномерны, то скорости слагаемых
движений изменяются по одному и тому же закону; 2) если продолжи-
тельности всех слагаемых движений одинаковы; 3) если слагаемые движе-
ния создаются одним и тем же источником движения.
При невыполнении хотя бы одного из этих условий складывать два или
более движений на одном исполнительном звене без суммирующего меха-
Фиг. Ш, 22. Кинематическая схема зубофрезерного бездиф-
ференциального станка мод. 5А610.
низма нельзя. При выполнении всех трех условий можно применять без-
дифференциальные станки для обработки заготовок различных деталей.
Бездифференциальная структура станка, состоящего, например, из
двух кинематических групп формообразования, отличается от диффе-
ренциальной структуры однотипного станка тем, что в ней нет обычной
дифференциальной цепи, а цепь подач обязательно присоединяется
к группе резания с тем, чтобы через нее осуществлялась внутренняя
связь между элементарными движениями, принадлежащими исполнитель-
ному движению подачи.
На фиг. III, 22 показана кинематическая схема бездифференциального
зубофрезерного станка мод. 5А610 с горизонтальным шпинделем заго-
товки, на котором удобно нарезать червячной фрезой зубчатые (шлицевые)
валы, а также широкие зубчатые колеса с прямыми и винтовыми зубьями,
изготовленные заодно с валом.
При нарезании на этом станке колеса с винтовым зубом настройка
гитары деления ix отличается от настройки этой же гитары в дифферен-
циальном станке.
а)	S)., рГ 4	4	ч S)	Нарезание чер- вячной фрезой цилиндрического колеса с бинто- вым зубом	Щвг) Фз^зВ*)	яаготоЗ.	*~Тмм продольн перемет,, фрезы	laioSu—~ ~k (1^)06фрезы I		 SnflMM продольн. перёмеиц. фрезы
.-Л РГ LdM рРО 1 1 1к(г^ ! > 1 < L—1	г’^т* I Iх sT’y । r# «s’ p**'J+ 1 T 1-1		Нарезание червяч ной фрезой чер- вячного колеса ме тодом тангенци- ального врезания	<Pv(StBl) <W3b)	Фаготов. '' *	0^фрезы Lmm осевое	1 перемеоц.^Ф- —— об загот фрезы	п.тг3аг	1 оборот 1заг( 4 + 30 \ об. заготов. * к \7 птгзаг)фрезы 		 sQ осевое перемеш,. фрезы
L	£	J	D)	f—> t,	1"» e)		Точение чашеч- ным резцом(дол- бякам) цилиндри- ческого колеса с винтовым зубом	Фу^вг) Фр(вз *ц)	заготов.	рези,а- 1 оборот — » Г продольн.пе- заготов. ремещен. резца	з°оготТд.-•=» oSPe^a I—— Snp продольн. перем резца
z J i	^4Lv	J Lj LJ it	J Ж)	Г 4 1	S.	J 3)		Точение чашеч- ным резцом (дол- бяком)многоза- ходного цилиндри- ческого червяка	Фу(В,Вг)	3aeS.	 1 оборот -—Тмм продопьн. пе- з агатов.	ремеиц. резца	I—— ВПр. мм продольн. пере- меси,- резца
LI ЧНкяЖГ t	-	ц)	i—i— M /ж K)		Затылование ос- троконечным рез- цом цилиндричес- кой фрезы с вин- товым зубом	<PY(Bisz) ®з (рз вч)	1 оборот		 z„2 г заготов.	'~р об.кулачка 1 оборот Тмм продольн ле- за го то в. ремеиц. заготовки	Юборот z^f t	0f-KlL заготов о \ Т ' * !•—бппмм продольн. пере- меси,. резца
1®Й0 .	P • /п®*г- 1—-lb-	j -И)		Нарезание резцо- вой головкой кони- ческого колеса с криво линейным (по эпициклоиде) зубом	Фу(В,Вг) Фз(ВзВц)	1 оборот	7. резцов	— —^об.загст. головки	чаг 1 оборот	?;	f резца —*> -=^— об люльки головки	ъпп	10рез^^-^^- обзагот. головки гмг гваг S,? об. люльки
1 J* 1 1 «ж I 1.1 i 1, , 1 xjj ♦ I i рф	it f\L/	’Ijf 0)	Нарезание червяч- ной фрезой кони- ческого колеса с криволинейным (по эвольвенте) зу^ом	ФГ(В1Вг) Фз(В)Вц)	1 фрезы —-	об. заготоВ. 1 оборот „ „ 1пл_ оЦзагст. люльки	^-заг	^Г-г^^агот t	об люльки
к- число заходов у червячной фрезы р- число кривых (рабочих) ни кулачке z3<u-число нарезаемых зубьев г доп- число зубьев на чашечном резце число зубьев отсчитаных за де- лительный цикл	zn„-число зубьев плоского произвколе- Т-ход винтовой линии	са 3„0 - продольная подача во - осевая подача в мм на оборот Зп- подача люльки в оборотах на один оборот режущего и нет рум.		Вид обработки	Исполни- тельные движения	Дифференциальный станок	Вез дифференциальный станок
					Взаимозависимость элементарных движений во внутренних ц елях	
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
<l»in III, '?3 Дпффгрсчш пальные и Ги’злпф(|м‘рс!!Ц11ал1.||ыо кинематические структуры станков.
СКРЫТЫЕ СУММИРУЮЩИЕ ПЕРЕДАЧИ
507
Обычно в дифференциальном станке для настройки гитары деления ix
в группе движения резания Фо (BXB^ связывают один оборот заготовки
с — оборотами фрезы, где z — число зубьев нарезаемого колеса, k —
число заходов у фрезы.
В бездифференциальных зубофрезерных станках вращение Вх фрезы
связано с суммарным вращением В2 ± В4 заготовки, в котором элемен-
тарное движение В4 принадлежит исполнительному движению подачи
(П3В^, обеспечивающему винтовую форму по длине зуба с шагом Т мм.
Следовательно, вращение фрезы должно быть связано цепью деления
с суммой двух элементарных вращений В2 ± В4 заготовки.
Так как продольную подачу фрезы s в зубофрезерных станках обычно
относят к одному обороту заготовки, то за этот оборот фреза должна по-
вернуться на оборотов для получения профиля зуба и на ± -у—обо-
ротов для получения винтовой линии зуба, причем за этот же оборот заго-
товки фреза должна переместиться в продольном направлении точно на
величину s. Следовательно, передаточное отношение ix гитары деления
определяется из следующих расчетных перемещений конечных звеньев
делительной цепи:
1 об. заготовки 1 ± об. фрезы;
знаки определяются из сочетания направлений винтовых линий на
заготовке и на фрезе.
Такие же зависимости можно составить и для других типов станков.
На фиг. III, 23 дан ряд дифференциальных станков, которые могут быть
заменены бездифференциальными.
Из приведенных выше расчетных перемещений видно, что в бездиффе-
ренциальных станках от величины скорости подачи зависит форма образуе-
мой поверхности, а так как настройку гитар, лежащих во внутренних свя-
зях, из-за усложнения формул настройки можно произвести только при-
ближенно, то кинематическая настройка бездифференциальных станков
усложняется. В некоторых ' случаях это приводит к дополнительным
ошибкам в форме сопряженных образуемых поверхностей, что является
одним из существенных недостатков станков с бездифференциальной
структурой. Вместе с тем они обладают большей кинематической точ-
ностью, что обусловлено более высокой крутильной жесткостью их.
Указанные эксплуатационные достоинства и недостатки бездифферен-
циальных станков определяют границы их применения. Они используются
в крупносерийных и массовых производствах, где режимы обработки
постоянны, а применение специальных сменных колес дает возможность
получить правильную форму образуемых сопряженных поверхностей.
Станки с дифференциальной структурой легко перенастраиваемые,
применяются в индивидуальном и мелкосерийном производствах.
§ 4. СКРЫТЫЕ СУММИРУЮЩИЕ ПЕРЕДАЧИ
На кинематическую структуру станка влияют так называемые скрытые
суммирующие передачи. В ряде станков исполнительные звенья имеют
такую конструкцию, при которой в цепях, передающих к ним элементар-
ное движение, появляются скрытые суммирующие передачи, дополни-
тельно изменяющие параметры создаваемого движения. К таким станкам
508
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
относятся расточные станки, имеющие на планшайбе радиальный суппорт,
зуборезные станки для конических колес с криволинейным зубом, токар-
ные станки для обтачивания фасонных тел вращения профильным чашеч-
ным резцом и некоторые другие станки. Скрытая суммирующая передача
усложняет или кинематическую структуру, или кинематическую настройку
станка. Характер изменения кинематической структуры станка из-за
наличия скрытой суммирующей передачи различен; он зависит от места
расположения ее — во внутренней или внешней связях — и от характера
и скорости создаваемого движения. Поэтому желательно, по возможности,
избегать возникновения в станке дополнительных скрытых суммирующих
передач.
Влияние скрытой суммирующей передачи на кинематическую струк-
туру и настройку станка лучше всего проследить по схемам станков.
Станок мод. МК138М для обработки шатунных шеек
тяжелых коленчатых валов
3 14	2
Фиг. III, 24. Вращающаяся планшайба
токарного станка мод. МК-138М (завода
«Красный пролетарий»):
1 — резец; 2 — коленчатый вал; 3— суппорт;
4 — вращающаяся планшайба.
Станок предназначен для обтачивания шатунных шеек диаметром до
300 мм и щек тяжелых коленчатых валов радиусом до 548 мм. Шейки щеки
(фиг. III, 24) обтачивают двумя резцами /, расположенными на вращаю-
щейся планшайбе 4 станка (фиг. III, 24, второй суппорт 3 на фигуре не
показан). Во время обработки колен-
чатый вал 2 неподвижен.
В станке создаются следующие
исполнительные движения (фиг.
111,25).
Движение скорости резания
Фу (В^, где Bi — вращение план-
шайбы. Настройка на скорость реза-
ния осуществляется от двигателя Дг
коробкой скоростей на восемь ступе-
ней от 3 до 30 об/мин.
Движение продольной подачи
Ф51 (/72) каретка получает от двига-
теля Д1 через коробку подач на
восемь ступеней в пределах 0,17—
4,6 мм/об планшайбы.
Движение радиальных подач
Ф$2 (773) совершают два радиальных
суппорта, расположенных на вра-
щающейся планшайбе. Это движе-
ние создает тот же двигатель Дг
через ту же коробку подач на восемь
ступеней в пределах 0,22—6,2 мм/об
планшайбы.
Кроме продольного перемещения, планшайба имеет еще быстрое авто-
матическое поперечное перемещение от двигателя Д4 со скоростью
0,55 м/мин.
Быстрые перемещения радиальных суппортов и продольное перемеще-
ние каретки в обоих направлениях производится от отдельного двигате-
теля Д2 через правый дифференциал. Это движение создается без выключе-
ния рабочих подач. Направление подачи и быстрых ходов меняется
с помощью муфты Л41 в коробке подач. Через муфту Л42 включаются
СКРЫТЫЕ СУММИРУЮЩИЕ ПЕРЕДАЧИ
509
Фиг. III, 25.
Кинематическая
схема станка
мод. МК-138М
(завода «Крас-
ный пролета-
рий») для обра-
ботки шатунных
шеек тяжелых
коленчатых ва-
лов.
= 7 квт
510
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
продольные подачи (муфта М2 вправо) и радиальные подачи (муфта М2
влево).
Вследствие наличия здесь скрытого дифференциала вращающаяся
планшайба вызывает обкатку колеса z = 29 по колесу z == 546, создавая
очень большое дополнительное перемещение радиальных суппортов, нару-
шающее заданные рабочие подачи. Для гашения этого дополнительного
перемещения на выходном валу коробки скоростей установлено зубчатое
колесо z = 63. Это движение через зубчатые колеса z == 83 и г = 72 и
левый дифференциал передается на радиальный ходовой винт. За один
оборот планшайбы оно будет равно
- 403 63 48 546 27 18 а о, о
1' 31 ’ 72 ' 546 ' 29 ' 31 ’ 28	~ 84,3 ММ‘
Такое же движение по скорости, но в обратном направлении, получит
радиальный суппорт при обкатке колеса z = 29 по колесу z = 546; тем
самым радиальный суппорт получит заданное медленное движение подачи
от коробки подач, через левый дифференциал (через водило). Таким обра-
зом, установка второго левого дифференциала вызвана принятой компо-
новкой станка из-за применения вращающихся радиальных суппортов,
в приводе которых автоматически появляется скрытая суммирующая пере-
дача.
Несмотря на наличие двух дифференциалов, кинематика станка при
этой компоновке все же получается более простой для тяжелых коленча-
тых валов, чем при других возможных компоновках, когда коленчатый
вал при обработке вращается. Правый дифференциал, позволяющий в лю-
бой момент времени осуществлять быстрые хода, мог бы быть заменен
муфтой обгона, но из-за ухудшения динамических условий для тяжелых
коленчатых валов он менее приемлем.
Рабочие радиальные подачи определяются из уравнения кинематиче-
ского баланса:
1 Л	403 63 . 50 34 2	1 64 1 48 546
1 об. планшайбы- 31 * 39	* 70 * 31 * 39 * 2 ’ 94 * 2 ’546* 29 Х
27 18 R__
Х 31 * 28	~ Spad*
Продольные перемещения каретки из уравнения
, Л	403 63 . 50 34 2 1 64 25 86 45 34
1 об. планшайбы- 31 • 39 - • 70 • зг • 39 • 2 ’ 47 * 86 ’ 76 ’ 45 ‘ 34 х
27 27 1
Х 36 ’ 36 ’ SflP°d-
Если изменения одного из параметров движения, обусловленные на-
личием скрытой суммирующей передачи, незначительны, а создаваемое
движение является движением равномерным, то нет смысла гасить это до-
полнительное движение от скрытой передачи через специальный диффе-
ренциал, который усложнил бы кинематическую структуру станка. В этом
случае лучше учесть это движение при настройке гитары, расположенной
во внутренней связи группы подачи. Примером такого решения может
служить рассмотренный ниже станок для нарезания конических колес
с криволинейным зубом.
СКРЫТЫЕ СУММИРУЮЩИЕ ПЕРЕДАЧИ
511
Зуборезный станок для нарезания конических колес
с криволинейным зубом
Станок (фиг. III, 26) предназначен для нарезания конических колес
диаметром до НО мм с модулем 0,5—1,5 мм и числом зубьев 5—80. Зуб
нарезается двумя торцовыми головками, несущими по два дисковых резца
с прямолинейными режущими кромками. На внутренней головке уста-
навливается вспомогательный резец для дна впадины. Профиль зуба наре-
зается по методу обката, как это имеет место во всех зуборезных станках
для конических колес, когда заготовка (в относительном движении) ка-
тится без скольжения по плоскому производящему колесу. Прямолиней-
Фиг. III, 26. Кинематическая схема зуборезного станка мод. К41А (фирмы Клингельн-
берг) для нарезания конических колес с криволинейным зубом.
ная режущая кромка резца является линией, представляющей собой про-
филь зуба плоского производящего колеса. Движение обката <Ps(BjB2)
(оно является медленным движением подачи) создается двумя согласован-
ными вращениями Вх люльки и В2 заготовки (фиг. III, 26, б).
Форма зуба по длине зависит от формы зуба по длине плоского произ-
водящего колеса, которая в этом станке является удлиненной эпициклои-
дой. На фиг. III, 26, а показаны кривые для образования выпуклой
и вогнутой сторон зуба.
Резцы 1 при качении окружности радиуса g^, принадлежащей резцовой
головке, по окружности радиуса rw по плоскому колесу очерчивают удли-
ненную эпициклоиду (в верху на фигуре). То же самое показано на ниж-
нем рисунке для вогнутой стороны, которая нарезается наружной резцо-
вой головкой.
Движение качения резцовых головок по плоскому колесу является
движением резания <PV (В3В4), которое в этом станке осуществляется
512
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
согласованным вращением В3 резцовой головки и вращением В4 заготовки
(фиг. III, 26, б). Следовательно, для нарезания зуба требуются два дви-
жения формообразования Фо (В3В4) и Ф5 (BiB2). Эти движения создаются
двумя сложными кинематическими группами. Первая кинематическая
группа — группа движения резания <PV (В3В^) состоит из внутренней и
внешней кинематических связей.
Внутренняя связь (фиг. III, 26, б) соединяет резцовую головку с заго-
товкой через зубчатые передачи ^1.-^-.-^®-.-^-, дифференциал, кониче-
Z9 Z7 Z5 Z3
ские передачи — • — гитару деления i„ и зубчатую передачу —;
216	Z18 Z2o	“	Z22
тем самым она обеспечивает перемещение резцов по заданной траектории
(по удлиненной эпициклоиде).
Через внешнюю связь
^бесступенчатый
привод iv,
колеса
£i_
движение
передается от двигателя Д2 во внутреннюю связь. Бесступенчатый привод
iv с клиновидным ремнем и двумя передвижными коническими шкивами
обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости вращения резцовых
головок в пределах 100—400 об/мин.
Вторая кинематическая группа — группа движения подачи — создает
движение обката Ф& (В1В2). Ее внутренняя связь соединяет люльку с за-
готовкой через червячную передачу , гитару профилирования ix, чер-
«24
вячную передачу —, дифференциал и далее
г2б
передачи, гитару деления ty и передачу^-.
Движение от двигателя Dx во внутреннюю
дуктор коническую передачу —, червячную —, муфту и далее
22	г28
через конические зубчатые
связь передается через ре-
через передачу или и гитару подачи is.
Ведомое колесо этой гитары является тем звеном, которое соединяет
внешнюю и внутреннюю связи. Через зубчатую передачу — и муфту М2
можно получить быстрое вращение люльки, используемое при установке
люльки в исходное положение. Этим исчерпывается формообразующая
часть станка. Группа врезания и другие устройства, связанные с управле-
нием станка, на схеме не показаны.
В схеме наряду с обычным дифференциалом с коническими колесами
г12> 21з, имеется еще и скрытый дифференциальный механизм. При вра-
щении люльки колесо z6, находящееся в люльке, обкатывается по колесу г5,
опоры которого расположены в станине, и вызывает дополнительное вра-
щение В3 резцовых головок. Чтобы получить правильную форму зуба, это
движение нужно при кинематической настройке учесть и сообщить за-
готовке движение В6, согласованное с движением В5 в соотношении, суще-
ствующем между движениями В3 и В4.
Движением <PV (В3В4) будет осуществляться и делительный процесс.
В зависимости от радиусов и q2 катящихся окружностей резцовая го-
ловка будет или нарезать последовательно зуб за зубом, или пропускать
несколько (zz) зубьев. На фиг. III, 26, в показана головка, которая наре-
зает колесо через два зуба: zt == 2. В этом станке zz колеблется от одного
до трех зубьев. Применяют головки двух видов, имеющих два значения
радиуса окружности, на которой размещаются внутренние резцы: 25 и
40 мм.
СКРЫТЫЕ СУММИРУЮЩИЕ ПЕРЕДАЧИ
513
Для получения правильного сопряжения выпуклой и вогнутой сторон
зубьев двух колес пары и получения правильного положения пятна их
контакта нужно, чтобы наружные и внутренние резцы вращались вокруг
разных центров 0г и 02 (фиг. III, 26, а). Поэтому в данном станке приме-
нены две резцовые головки, а люлька состоит из нескольких поворотных
частей (фиг. III, 25, в). Плита 6 может поворачиваться вокруг оси 3 для
смещения центра вращения наружных резцов относительно внутренних
резцов. Для установки резцовых головок на радиус-вектор rc = rw Ч-
относительно центра люльки эксцентриковый барабан 8 поворачивается
вокруг оси 9. Имеется возможность поворачивать корпус 7 вокруг оси /.
Все эти установки обеспечивают надлежащие размеры зубьев нарезаемого
колеса и правильную форму пятна контакта зубьев.
Произведем кинематическую настройку станка (фиг. III, 26, б) с учетом
скрытой суммирующей передачи.
I.	Настройка кинематической группы движе-
ния резания (В3В4).
а)	настройка на траекторию движения <t>v производится гитарой деле-
ния iy.
Составляем расчетные перемещения конечных звеньев расчетной цепи
деления и уравнение кинематического баланса.
Расчетные перемещения
1 об. резцовой головки об. заготовки,
гзаг
где z, — число пропускаемых зубьев за один оборот резцовой го-
ловки;
гзаг — число нарезаемых зубьев.
Уравнение кинематического баланса
1 . _£Ц .	' ?4 ф ^12 ф ^15 . Z17 . 219 в е 221   Zj .
Z$ Z- Z$ Z3 Z14	Z16 Zi8 Zfy У Z22 Z3as
Отсюда
' »;=лг—>	(ш>2)
где рх — постоянная цепи деления
П —	*9 * 27 *	* ?3 * ?Д 4 * Z16 * 218 • *20 • 22
1	211'Z3*Z'i'Z4*Zl2'2ib*ZYJ'Z-^Z2y
Для возможности нарезания всех зубьев, числа г,- и гзаг не должны со-
держать общих множителей.
б)	Настройка на скорость движения Фа производится бесступенчатым
редуктором iv. Определяем iv.
Уравнение кинематического баланса
и
где п3 — число об/мин электродвигателя;
пр — число об/мин резцовой головки;
р2 — постоянная цепи скорости резания.
33 Ачеркан 169
514
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
II. Настройка кинематической группы дви-
жения подачи <PS
а) Настройка на траекторию движения <PS через гитару ix. Расчетные
перемещения конечных звеньев расчетной цепи профилирования
1 об. люлькиоб. заготовки.
гзаг
В эти расчеты перемещения нужно внести поправку в связи с наличием
скрытой дифференциальной передачи. За один оборот люльки при обкате
колеса z5 колесом ze резцовая головка сделает относительно люльки
1 '-——-'-г- = Рз оборотов, а за р3 оборот резцовой головки заго-
не *8 2ц
товку нужно повернуть на р3 — оборотов.
гзаг
Следовательно:
1 об. люльки-*-^- ± Рз~^~ об- заготовки
^заг 2заг
Составляем уравнение кинематического баланса
| . ^23 , 1	, 2 . Z*5 .	. 219 9 i , г21 2ПЛ ।
22в г1е г18 2 20	222 гэаг 3 гзаг
Отсюда
где Рз и р4 — постоянные коэффициенты.
б) Настройка на скорость движения подачи <PS.
При повороте люльки на угол &°, когда резцы войдут в зону резания
и выйдут из нее, заготовка будет полностью нарезана за время t сек.
Настройка на цикловую подачу производится через перебор in и гитару
подачи fs.
Расчетные перемещения
об. электродвигателяз|- об. люльки.
Уравнение кинематического баланса
ПЭ	^27 :	; j ^24 _ О
6О’“°’ z2 ’ 228’^^s’^‘z23“ 360-
Отсюда определяется is.
Эти станки применяют в приборостроении. Их преимущества перед
станками, нарезающими прямой и дуговой зуб, состоят в непрерывности
процесса нарезания колеса и в простоте и небольшом количестве приме-
няемых дисковых резцов. Они могут применяться как в массовом произ-
водстве, так и при единичном способе производства зубчатых колес.
В некоторых зуборезных станках такого же типа люлька имеет нерав-
номерное вращение, и применение приема гашения движения от открытого
суммирующего механизма с помощью указанной выше кинематической
ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА СТРУКТУРУ
515
настройки уже невозможно. В этом случае в станок встраивается допол-
нительный дифференциал, как это сделано, например, в зуборезном
станке мод. 5284* для нарезания конических колес с криволинейным
зубом.
§ 5. ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА
НА КИНЕМАТИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ СТАНКА
На кинематическую структуру станка влияет и форма режущего инстру-
мента. В отношении кинематики в режущем инструменте представляют
интерес прежде всего те его параметры, которые влияют на количество
и характер исполнительных движений станка, а следовательно, и на его
кинематическую структуру. К числу их относятся форма режущей кромки,
ее функция (назначение), количество кромок и их относительное распо-
ложение на инструменте. Остальные параметры, например углы резания,
материал, конструкция, заточка и прочее, хотя и имеют очень важное
значение, но относятся больше к процессу резания и поэтому в данном
разделе не рассматриваются.
Форма режущих кромок (режущего контура) и ее влияние на коли-
чество и характер исполнительных движений были рассмотрены выше
(см. фиг. Ill, 1) и при этом было установлено, что возможны три слу-
чая: режущий контур представляет собой материализованную линию,
которая по форме и протяженности совпадает или не совпадает с образуе-
мой линией, либо контур имеет форму остроконечного лезвия в виде ма-
териализованной режущей точки. В первом случае станок имеет мини-
мальное число исполнительных формообразующих движений — одно или
два, в остальных двух случаях число движений формообразований
больше — два или три. Следовательно, в первом случае кинематическая
структура станка всегда проще, чем в остальных двух случаях, так как
она имеет меньшее количество кинематических групп формообразования.
Однако необходимо подчеркнуть, что в первом случае режущий инстру-
мент чаще всего становится более сложным, чем в третьем и даже во вто-
ром случаях.
Наличие на режущем инструменте групп режущих кромок, имеющих
каждая свое, отдельное назначение — формообразование, деление, вре-
зание — позволяет вместо исполнительных движений для этих процессов
использовать для них имеющиеся движения формообразования. Вслед-
ствие этого число кинематических групп в станке уменьшается, а его
кинематическая структура получается более простой.
Количество и относительное расположение режущих контуров на
инструменте влияет на кинематическую структуру станка. Для одно-
контурного инструмента требуется обычно большое число движений,
чем для многоконтурного при образовании однотипных поверхностей.
На фиг. III, 27—29 даны примеры влияния формы и размеров режущего
инструмента на исполнительные движения, а следовательно, и на кине-
матическую структуру станка.
На фиг. III, 27, а, б показаны схемы движения при фрезеровании
резьбы кольцевой фрезой (фиг. III, 27, а) и червячной профильной фре-
зой (фиг. 111,27, б), в которых винтовая поверхность резьбы создается
методом копирования и касания. Теоретически для осуществления этого
метода требуется два движения формообразования — вращение фрезы
* Структурный анализ и настройка этого станка дана в книге А. А. Федотенок, Кине-
матические связи в металлорежущих станках, Машгиз, 1960, стр. 241—247.
33е
516
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКА
и Ф5 — винтовое движение заготовки, как это имеет место при фрезеро-
вании резьбы гребенчатой фрезой (фиг. III, 27, а). На такой резьбовой
фрезе фасонная режущая кромка, имеющая форму, соответствующую
профилю канавки резьбы, расположена по окружности, и поэтому при
вращении фрезы, производящей контур, не получает дополнительных
перемещений. На червячной резьбо-
Фиг. III, 27. Примеры влияния формы
и размеров режущего инструмента на
исполнительные движения при резьбо-
фрезеровании.
наковой угловой скоростью пзаг —
совмещенным движением, и поэтов
вой фрезе (фиг. III, 27, б) режущие
кромки расположены по винтовой
линии с шагом, равным шагу фре-
зеруемой резьбы. При таком распо-
ложении кромок вращение фрезы
вызывает осевое перемещение произ-
водящего контура, поэтому враще-
ние червячной фрезы сливается
с винтовым движением подачи, и
остается одно движение резания Ф^,
составляемое из взаимосвязанных
вращений заготовки и фрезы с оди-
Пфр. Здесь вращение фрезы является
iy вместо двух движений формообра-
зования осталось одно движение.
Узкие цилиндрические колеса с прямым зубом можно фрезеровать
цилиндрической обкаточной гребенчатой фрезой (фиг. III, 28, а) при
Фиг. III, 28. Примеры влияния формы и размеров режущего инструмента на испол-
нительные движения при зубонарезании.
наличии двух формообразующих движений: Фо — вращение фрезы и
Ф8 — качение заготовки по фрезе. Боковая поверхность зуба получается
методом следа и обката, а не касания и обката, так как нет тангенциаль-
ного движения фрезы (на фиг. III, 28, а показана штриховой стрелкой).
Зуб по высоте получается не одинаковым: дно впадины зуба очерчено не
по прямой, а по дуге окружности. Если при этих же условиях вместо
гребенчатой фрезы нарезать колесо обкаточной червячной фрезой
(фиг. III, 28, б), то вращение фрезы Фо сливается с движением качения
заготовки Ф5 и остается одно движение формообразования Фо
ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА СТРУКТУРУ
517
а)	б)
Фиг. III, 29. Примеры влияния
размеров режущего инструмента
на исполнительные движения.
(фиг. III, 28, б), составленное из двух взаимосвязанных вращений фрезы
и заготовки. Вместо двух движений формообразования Ф~о и Ф* остается
одно движение Ф„.
То же самое имеет место при нарезании червячного колеса летучим
резцом и червячной фрезой (фиг. III, 28, в, г). В последнем случае
(фиг. III, 28, г) одним движением Фич составленным из двух взаимо-
связанных вращений червячной фрезы и заготовки, образуется форма
зуба по длине и по профилю с одновременным обеспечением делительного
процесса. Зуб получается методом следа и обката. Нарезание колеса
летучим резцом, режущие кромки которого представляют собой контур
зуба фрезы (фиг. III, 28, в), можно произвести только двумя движениями.
Движением Фу (вращением резца и вращением заготовки) создается форма
зуба и осуществляется делительный процесс, а движением обката Ф3
(движение качения заготовки по лету-
чему резцу) образуется профиль зуба.
Здесь нет совмещенных движений фор-
мообразования и поэтому действительное
количество движений формообразования
совпадает с теоретическим количеством.
Несколько иначе обстоит дело с наре-
занием зуборезной гребенкой цилиндри-
ческих колес с винтовым зубом (фиг.
III, 28, б, ё). При нарезании зуба мето-
дом следа и обката (фиг. III, 28, б) тре-
буется два движения: Фо —винтовое дви-
жение заготовки, в котором образуется
винтовая линия по длине зуба, и Ф5 —движение качения заготовки по
зуборезной гребенке для получения профиля зуба. В этом случае каж-
дое движение создает по одной производящей линии.
При наклонном перемещении гребенки (под углом р, фиг. III, 28, е)
винтовая линия зуба будет образована методом касания, когда винтовая
линия является касательной к ряду прямых линий, создаваемых, в свою
очередь, возвратно-поступательным движением Фи гребенки. Но для
этого метода нужны два движения, и вторым движением здесь является
движение Ф5 качения заготовки по гребенке, которое одновременно ме-
тодом обката образует и профиль зуба. Следовательно, оно и будет сов-
мещенным формообразующим движением. Таким образом, при методе
касания и обката требуются три движения формообразования, а в действи-
тельности, из-за совмещения процессов образования, когда одним движе-
нием образуются обе производящие геометрические линии, остаются
два движения формообразования.
Такое же совмещение процесса образования встречается при нарезании
винтового цилиндрического зубчатого колеса зуборезным долбяком
(фиг. 111,28, ж, з). В обеих схемах указаны одни и те же движения:
Фо — винтовое движение и Ф5—движение качения заготовки по зубо-
резному долбяку. Эти схемы различаются тем, что по схеме, на
фиг. III, 28, ж, винтовое движение Фи совершает заготовка, и боковая
поверхность зуба образуется методом следа и обката, а по схеме на
фиг. III, 28, з это же винтовое движение совершает зуборезный долбяк,
и винтовая линия по длине зуба образуется не методом следа, а методом
касания и образуется она двумя движениями формообразования Фо и <PS.
В этом случае винтовая линия зуба является касательной к винтовым
геометрическим линиям, создаваемым винтовым движением долбяка.
518
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТ АНК*
Движение Ф5 является совмещенным движением, так как оно создает
профиль зуба.
Одним движением можно выполнять и совмещать не только процессы
формообразования, но и процессы деления. Так, при нарезании пря-
мозубых цилиндрических колес короткой зуборезной гребенкой (фиг.
III, 29, а), кроме двух движений формообразования, необходимо еще дви-
жение деления Д (вращение заготовки). Если взять зуборезную гребенку,
длина которой равна или более длины окружности нарезаемой заготовки
(фиг. III, 29, б), то движение деления Д становится ненужным. Движе-
нием качения Ф3 будут обеспечены как профилирование зуба, так и дели-
тельный процесс.
Из всего этого видно, что в зависимости от формы и размеров режущего
инструмента кинематическая структура станка может быть более простой
или более сложной в соответствии с необходимым количеством и харак-
тером исполнительных движений. Но не всегда следует отдавать пред-
почтение самой простой кинематической структуре. Зависимость между
режущим инструментом и станком сводится к тому, что чем проще кине-
матическая структура станка, тем сложнее и дороже режущий инстру-
мент, не говоря уже о влиянии других важных факторов, таких, как
требуемые точность, производительность, себестоимость обработки и т. д.
Поэтому в каждом конкретном случае необходимо тщательно анализиро-
вать техническую и экономическую стороны этого вопроса.
Конкретное применение изложенной выше методики анализа кине-
матической структуры и кинематической настройки существующих стан-
ков показано в последующих главах этого раздела.
Предлагаемая общая методика анализа кинематической структуры
металлорежущих станков позволяет вскрыть сущность и специфику ки-
нематики станка любой сложности по его кинематической схеме.
ГЛАВА V
АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКИХ СХЕМ СТАНКОВ
С МЕХАНИЧЕСКИМИ КИНЕМАТИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Эта глава посвящена анализу тех станков, кинематика которых позво-
ляет наиболее наглядно проиллюстрировать теоретические положения,
относящиеся к кинематической структуре металлорежущих станков.
Станки с элементарной кинематической структурой классов Э11, Э22,
ЭЗЗ, которая состоит только из простых кинематических групп, создаю-
щих простые (прямолинейные или вращательные) исполнительные дви-
жения формообразования, здесь не рассматриваются, поскольку весь
первый раздел книги посвящен разбору универсальных станков, состоя-
щих из простых кинематических групп формообразования.
В этой главе будут рассмотрены станки, имеющие сложную и комби-
нированную кинематическую структуру. Анализ станков проведен по
группам исходя из общности формы обрабатываемых деталей.
§ 1. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИХ
СТАНКОВ
Методы образования резьб
Кинематическая структура этих станков должна состоять из кинема-
тических групп, создающих исполнительные движения для образования
винтовой линии. Если образуемая поверхность получается как след
при относительном движении кромки режущего инструмента, потребуется
одно сложное винтовое движение. Одним исполнительным винтовым дви-
жением Фо (Вх/72) будет нарезаться резьба фасонным резцом (фиг. III, 30,а),
плашкой или метчиком (фиг. III, 30,6).
Кинематическая структура станков, нарезающих резьбу фасонным
резцом или метчиком (фиг.' III, 31, а и б), состоит из одной кинематиче-
ской группы, осуществляющей винтовое движение Фо (Вх/72) кромки
инструмента относительно заготовки (или наоборот). В схеме по
фиг. III, 31, а внутренняя связь между шпинделем заготовки и суппортом
создается винторезной цепью с органом настройки ix и цепью привода
с органом настройки iv на скорость резания.
В станке, нарезающем резьбу метчиком (фиг. III, 31, б), винторезная
цепь, как правило, отсутствует — внутренняя связь для создания вин-
тового исполнительного движения осуществляется самим инструментом.
Действительно, так как на метчике режущие кромки расположены по
винтовой линии с шагом, равным шагу нарезаемой резьбы, а заготовка
охватывает метчик по всей его поверхности, то между метчиком и заготов-
кой создается винтовая кинематическая пара, обеспечивающая винтовое
движение метчика Фо (ВХЛ2). Поэтому станок имеет вместо сложной
520
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
простую кинематическую группу. Настройка на шаг нарезаемой резьбы
здесь отпадает, остается лишь настройка на скорость резания через орган
настройки iv. Движение подачи в этих станках, осуществляющих только
одно формообразующее исполнительное движение, отсутствует.
Винтовую поверхность можно получить как поверхность, касающуюся
ряда вспомогательных поверхностей, созданных отдельным вращательным
Фиг. Ill, 30. Движения исполнительных звеньев в станках, обрабатывающих резьбу
(/ — нарезаемая заготовка; 2 ~ режущий инструмент):
а — фасонным резцом; 6 — метчиком; в — дисковой фрезой; г — кольцевой многопрофильной фре-
зой; д — резцовой головкой с фасонными резцами и червячной фрезой; е — обкаточным резцом при
нарезании цилиндрического червяка; ж — обкаточным резцом при нарезании глобоидного червяка.
движением режущего инструмента Ф„ (В3) (см. фиг. III, 30, в, г, д). Рас-
положение вспомогательных поверхностей относительно заготовки со-
здается винтовым движением заготовки и инструмента <PS (В iZZ2). Дви-
жение Ф„ (В3) обеспечивает требуемую скорость резания, а движение
Ф5 (ВхЛг) — подачу. По этому методу образуется резьба дисковой фрезой
(см. фиг. III, 30, в), гребенчатой (групповой) фрезой с кольцевой нарезкой
(фиг. III, 30, г), охватывающей резцовой головкой (фиг. III, 30, д) и
шлифовальными кругами. Во всех перечисленных случаях кинематиче-
ская структура станка состоит из двух кинематических групп: сложной,
настраиваемой органами настройки ix и Л, и простой с органом настройки
(фиг. III, 31, в).
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ 521
г)
ж)	з)	и>
Фиг. III, 31. Структурные схемы резьбообрабатывающих станков:
(/ — заготовка; 2 — режущий инструмент): а — резьбонарезного станка с фасонным резцом (струк-
тура класса С12); б — резьбонарезного с метчиком (структура класса С12); в — резьбофрезерного
с дисковой или гребенчатой фрезой (структура класса К23); г — резьбофрезерного с червячной фре-
зой — бездифференциального (структура класса С12); д — резьбонарезного с обкаточным резцом
для цилиндрических червяков (структура класса С24); е — резьбонарезного с обкаточным резцом
для глобоидных червяков (структура класса С12); ж — резьбонарезного с остроконечным резцом
(структура класса К23); з — резьбонарезного с фасонным резцом для конических резьб (структура
класса С13).
522
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Если применить червячную резьбовую фрезу с профилем зуба, шагом
и длиной, соответствующими профилю, шагу и длине нарезаемой резьбы,
то метод образования винтовой поверхности остается тот же, что и при
работе гребенчатой фрезой, но структура станка изменяется. Вращение
червячной фрезы (фиг. III, 30, е) будет вызывать перемещение режущей
кромки относительно заготовки вдоль оси фрезы (соответствует элемен-
тарному движению П2 в предыдущих методах), скорость которого должна
быть согласована с вращением заготовки Вг для получения заданного
шага нарезаемой резьбы. Для этого в станке должна существовать вну-
тренняя связь между шпинделем заготовки и шпинделем фрезы
(фиг. III, 31, г) с тем, чтобы получить исполнительное винтовое движение
кромки инструмента. Таким образом, два движения — сложное Ф5 (Bi 77 2)
и простое Фо (В3) — заменены здесь одним сложным движением (В^Вз).
В станке остается поэтому одна сложная кинематическая группа.
Внутренняя связь должна обеспечить следующие расчетные пере-
мещения:
1 об. заготовки -> Т мм продольное перемещение кромки.
Так как шаг фрезы и шаг заготовки равны, то режущая кромка пере-
местится на шаг за один оборот фрезы, т. е. за один оборот заготовки фреза
должна сделать также один оборот. Настройка на шаг нарезаемой резьбы
здесь отпадает: ее обеспечивает сам инструмент. Органа настройки на шаг
резьбы (на траекторию винтового движения) во внутренней связи нет.
На скорость резания станок настраивается при помощи органа настройки
iv, расположенного в цепи привода. При такой структуре станка на-
стройка на подачу отсутствует. Число вспомогательных поверхностей,
которых касается образуемая винтовая поверхность на длине, равной
шагу резьбы, равно числу зубьев фрезы. Этого, конечно, недостаточно,
поэтому к основному движению Фо (BiB3) добавляют медленное винтовое
движение <PS (П^В^), с помощью которого и регулируется число вспомо-
гательных поверхностей, а следовательно, и чистота образуемой поверх-
ности.
Структура такого станка (фиг. III, 31, д) будет состоять из двух
сложных кинематических групп, соединенных суммирующим механиз-
мом и осуществляющих движение Фо (ВгВ3), настраиваемое органом
настройки iv и движение Ф3 (П2В4) с органами настройки iy и is. Расчет-
ные перемещения для настройки iy:
1 об. заготовки -> Т мм продольное перемещение фрезы,
где Т — шаг нарезаемой резьбы.
При обработке червяков и ходовых винтов, помимо указанных мето-
дов, применяют иногда метод обката.
Чтобы получить профиль резьбы (нарезки) многозаходного червяка
методом обката, надо чашечный резец в виде зубчатого колеса с профилем
зуба, форма которого является сопряженной при обкате с профилем резьбы
нарезаемого червяка (фиг. III, 30, ж), катить без скольжения относительно
нарезаемого червяка. Если обозначить через z число зубьев чашечного
резца, k — число заходов и tn — модуль нарезаемого червяка, то для
получения движения качения этого резца нужно при продольном пере-
мещении его на величину L сообщить ему вращение на оборотов.
Чтобы распространить профиль червяка по всей винтовой поверхности,
надо режущей кромке, кроме этого движения, сообщить еще винтовое,
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ 523
исполнительное движение. Если для этого заготовка сделает полный
оборот, то чашечный резец должен за это время переместиться в продоль-
ном направлении на шаг резьбы Т = faun.
Таким образом, для образования нарезки червяка обкаточным чашеч-
ным резцом станок должен иметь два сложных движения, каждое из ко-
торых создается двумя элементарными — вращательным и поступатель-
ным. В процессе резания одно из этих движений обеспечивает скорость
резания, другое — подачу. При одновременном сочетании двух таких
сложных движений производительность метода обработки будет невы-
сокой, так как понадобится большое количество проходов. Чтобы избе-
жать этого, любое из этих движений нужно заменить другим, также слож-
ным, но составленным из двух элементарных вращательных движений.
Тогда это движение будет производить резание, оставаясь постоянно
в пределах длины заготовок.
Заменим первое движение — движение качения чашечного резца.
Составляющие движения определяются следующими расчетными пере-
мещениями:
L мм продольное перемещение резца -> об. резца.
Так как продольному перемещению резца на L мм соответствует по-
L л
ворот заготовки червяка на -г— оборотов, то можно написать
L '	L л
т— об. заготовки—об. резца,
kftm	ftmz г *
или
k
1 об. заготовки -> — об. резца.
Теперь заменим винтовое движение. Его расчетные перемещения:
1 об. заготовки -> Т — kntn мм продольное перемещение резца.
Заменяем поступательное движение резца на соответствующее вра-
щательное движение. Тогда
,	kftm k
kjtm мм продольное перемещение резца= — об. резца
или
об резца-* 1 об. заготовки,
т. е. получились те же расчетные перемещения, как и следовало ожидать.
Теперь нарезку червяка можно образовать двумя сложными исполни-
тельными движениями Фо (ВХВ2) и Ф3 (В3ГЦ) (фиг. III, 30, ж). Кинема-
тическая структура станка будет состоять из двух сложных кинемати-
ческих групп (фиг. III, 31, е). Группа, осуществляющая движение
Фо (ВХВ2) и обеспечивающая скорость резания, настраивается органами
настройки ix и iv, а движение Ф$ (В3П^ (движение подачи) — органами
настройки iy и is. Внутренние связи обеих групп проходят через сумми-
рующий механизм. Для настройки ix [на траекторию движения
Фо (ВхВ2)] шпинделям заготовки и резца сообщают следующие расчетные
перемещения:
k
1 об. заготовки — об. резца.
524
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Настройка iy может быть осуществлена по двум вариантам расчетных
перемещений:
1. об. заготовки Т мм продольное перемещение
или
т	*
L мм продольное перемещение резца	резца.
Если осуществить в станке только одно сложное исполнительное
движение Фо (фиг. III, 30, з), получим схему нарезания глобоид-
ного червяка обкаточным резцом. Кинематическая структура такого
станка представлена на фиг. III, 31, ж\ она состоит из одной сложной
группы формообразования с органами настройки ix и i0 и одной простой
группы, осуществляющей движение радиального врезания Вр (773) с орга-
ном настройки ie .
Кинематическая структура резьбообрабатывающих станков иногда
усложняется. Так, при нарезании резьбы остроконечным резцом
(фиг. III, 31, з) в станке, кроме сложной кинематической группы, обеспе-
чивающей винтовое движение Фо (В1Л2), имеется простая или сложная
группа (в зависимости от профиля резьбы), создающая исполнительное
движение образования профиля резьбы.
Если требуется нарезать фасонным резцом не цилиндрическую, а, на-
пример, коническую или винтовую поверхность, расположенную на на-
чальной поверхности вращения какой-либо другой формы, то внутренняя
связь кинематической группы, осуществляющей винтовое движение,
усложняется (фиг. III, 31, и). Внутренняя связь обеспечивается не одной
внутренней кинематической цепью с органом настройки zx, а двумя:
добавляется внутренняя цепь с органом настройки iy для образования
конуса или другой начальной поверхности. Обе цепи имеют общий привод,
так как они входят в состав одной и той же кинематической группы.
В резьбообрабатывающих станках повышенной точности и прецизион-
ных в винторезной цепи располагают суммирующий механизм, чтобы
повысить точность работы цепи. Например, гайка ходового винта совер-
шает суммарное перемещение, получая одновременно с прямолинейным
движением от ходового винта небольшие повороты от копирной (коррек-
ционной) линейки 3 (фиг. III, 32, а). Если обозначить через Т полное (сум-
марное) перемещение гайки 4 (резца 2) за один оборот заготовки 7, равное
шагу нарезаемой резьбы, то для определения передаточного отношения
гитары ix и угла g установки копирной линейки 3 (фиг. III, 32, а) удобно
исходить из уравнения кинематического баланса
bi t ^.L^At = T,	(in.4)
где t — шаг ходового винта;
ш и z — соответственно модуль и число зубьев реечного колеса.
Величину Т можно представить как алгебраическую сумму двух
произвольных чисел, удовлетворяющих условию
Т = Г' ± \Т.
В таком случае уравнение (III, 4) можно написать в таком виде
+	= + дт.
Х “ Kttiz	~
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ 525
Это уравнение будет удовлетворять, если удовлетворяют одновременно
два уравнения: ,
х	лтг
отсюда

Значение Т' выбирается близким к требуемому шагу Т и удобным
для настройки гитары ix. чтобы угол £ установки копирной линейки был
небольшим.
На фиг. III, 32, б дана схема станка с коррекционной линейкой,
исправляющей кинематические ошибки, возникающие в винторезной цепи.
Фиг. III, 32. Схемы резьбообрабатывающих станков с копирной коррекци-
онной линейкой:
а — для настройки на шаг резьбы; б — для исправления шага резьбы; в — для
настройки на шаг резьбы (конструкция); гид — для настройки на шаг и для испра-
вления шага резьбы.
Рабочая поверхность линейки имеет такую (в общем случае криволиней-
ную) форму, которая вызывает небольшие повороты гайки, если от враще-
ния ходового винта гайка по каким-либо причинам получает за один
оборот заготовки перемещение на величину, меньшую или большую
шага нарезаемой резьбы. Линейка связана с гайкой ходового винта же-
стким рычагом. Такая схема дает лучшие результаты, чем схема с рееч-
ной передачей по фиг. III, 32, а, так как в последней возникают боковые
зазоры. На практике применяют схему с жестким рычагом. Одна из
конструкций гайки, поворачиваемой через жесткий рычаг от копирной
линейки, устанавливающейся под углом, показана на фиг. III, 32, в.
526
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Линейка 3 устанавливается здесь под требуемым углом посредством двух
микрометрических винтов с головками 5. Пружинное устройство постоянно
прижимает (через шарик) рычаг, жестко связанный с гайкой, к копирной
линейке.
Иногда стремятся обеспечить в винторезной цепи исправление кине-
матической ошибки и точную настройку применением двух копирных
линеек 3 и 3' (фиг. III, 32, г) или одной копирной линейки, имеющей
криволинейный контур (фиг. III, 32, д); обе схемы на практике себя не
оправдали. Действительно, при первом варианте решения в двух полу-
чающих повороты гайках появляются дополнительные погрешности, и
точность работы всей системы может даже ухудшиться. Во втором ва-
рианте при установке линейки под углом изменяется положение контура
линейки, который должен компенсировать кинематические ошибки цепи,
вследствие чего изменяется практическая эффективность этого устройства.
Поэтому чаще применяют системы с одной линейкой, предназначенной
или для исправления кинематических ошибок цепи или для точной
настройки на шаг резьбы в качестве дополнительного органа настройки
на траекторию формообразующего движения. К тому же системы с одной
копирной линейкой технологически проще других.
При нарезании многозаходных резьб в кинематическую структуру
резьбонарезных станков вводится кинематическая группа деления. Это
не относится к станкам, на которых обрабатывают обкаточным резцом
и у которых делительный процесс осуществляется формообразующим
движением. Делительное движение может быть вращательным или пря-
молинейным поступательным в зависимости от того, какое звено его вы-
полняет — шпиндель заготовки или продольный суппорт.
Соответственно этому расчетные перемещения конечных звеньев де-
лительной цепи будут
ад об. делительного диска об. заготовки
или
пд об. делительного дискамм продольное перемещение суппорта,
где k — число заходов нарезаемой резьбы;
Т — ход нарезаемой резьбы.
Кинематическая группа деления присоединяется к группе формооб-
разования чаще при разрыве цепи формообразования. Привод цепи де-
ления может быть ручным, механическим, гидравлическим.
После ознакомления со структурными схемами основных резьбооб-
рабатывающих станков рассмотрим несколько конкретных кинематиче-
ских схем резьбообрабатывающих станков.
Высокоточный винторезный станок мод. 1622
Станок мод. 1622 предназначен для окончательного нарезания ходовых
винтов 1 и 2-го классов точности фасонным резцом, отличается большой
жесткостью конструкции. Суппорт сконструирован без верхней поворот-
ной части (фиг. Ill, 33, а). Ходовой винт — большого диаметра (85 мм) —
смонтирован на нескольких опорах. Гайка ходового винта выполнена
в виде полугайки, для того чтобы она могла свободно проходить мимо
промежуточных опор ходового винта. Кинематическая структура ставка
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ 527
состоит из одной кинематической группы, осуществляющей винтовое
относительное движение резца и заготовки (фиг. III, 33, б).
Настройка на шаг резьбы производится через гитару ix.
Линейка компенсирует ошибки ходового винта.
&)
Фиг. III, 33. Кинематическая схема высокоточного винторезного станка мод. 1622 завода
«Красный пролетарий» (структура класса С13).
Уравнение кинематического баланса здесь имеет вид
где tx = 12 мм — шаг ходового винта;
Т — шаг нарезаемой резьбы в мм.
Формула настройки
На станке можно нарезать ходовые винты диаметром 20—80 и длиной
до 2500 мм, с шагом резьбы 3—12 мм.
Червячно-шлифовальный станок мод. HSS33B
На станке можно шлифовать однозаходные и многозаходные червяки
любого профиля (эвольвентные, архимедовы, конволютные) диаметром
от 10 до 325 мм, модулем до 25 и длиной до 400 мм.
В станке (фиг. III, 34) создаются два движения формообразования —
движение скорости резания Фо (В3) и движение подачи Ф5 (Вх772) —
и движение деления Д (В4); здесь В3 — вращение шлифовального круга,
Вх и 77 2 — вращение заготовки и продольное перемещение круга, В4 —
периодический поворот заготовки.
528
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Первая группа движения скорости резания очень проста, поэтому
описание ее структуры здесь не дается. Структура привода на схеме не
указывается: она обычная, движение передается от отдельного двигателя
через ременную передачу.
Механизм
компенсации зазора
I
Is
HI
ll
Заготовка
М2
Ld\
Механизм
приводе
правки
М=3кбт
п =1^20од/мин
Цо
1з_ Иг
2,2 П" п!
Гидронасос
Рг
49
11 2л
I32
—в	s,
Рукоятка В».§ |; § 5? $ Маховичок
компенсации^	радиальной
зазора	подачи
43
Ill'
?и>
?20
125
Гитара Су
ПП2
{ [?
1J
22
Муфта
деления Ml
цикл деления -
Поворота
диска. 1











%
l9

Ъ?

Фиг. Ш, 34. Кинематическая схема червячно-шлифовального станка мод. HSS 33В
фирмы Клингельнберг (структура класса К23).
Группа подачи Ф$ состоит из внутренней кинематической связи
между шпинделем заготовки и столом
^ара деления
&30 228	Z17	Z19	221	У г23	2 25
-> муфта деления Мг-> гитара винторезная ix-> ходовой винт ^->772-
Внешняя связь группы подачи: Дг временная передачамеханизм
реверса Р2 -> коробка подач 20-> гитара подач 4~>zi7,
где z17 — коническое колесо, являющееся точкой присоединения внешней
связи к внутренней. Далее движение от этого звена пойдет по внутренней
связи, к столу и к заготовке.
Винтовое движение подачи — движение сложное с незамкнутой траек-
торией, и поэтому оно настраивается по всем пяти параметрам: на траек-
торию — через винторезную гитару //, на скорость — через гитару
подач 4 и коробку подач i0; на направление — через реверс Pi; на путь
и исходную точку — через упоры, расположенные на столе и воздействую-
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ 529
щие на гидравлическое управление станка. Группа движения деления
Д (В4) — простая.
Кинематическая пара между шпинделем заготовки и корпусом перед-
ней бабки составляет внутреннюю связь этой группы. Внешняя связь ее
будет идти от того же двигателя до шпинделя и затем от звена z17 до диска 1
в делительной муфте Группа деления присоединена к группе подачи
по способу последовательного соединения. Муфта Afi разрывает винто-
резную цепь, и при остановленном столе диск 1 муфты деления делает
четыре оборота, после чего собачка 3 выдвигается и замыкается на диске 2.
Между диском 1 и заготовкой располагается гитара деления iy9 которая
настраивается на заданное число заходов червяка. В радиальном направ-
лении шлифовальная бабка устанавливается вручную с помощью уста-
новки упора б на нужную величину. При правке круга шлифовальная
бабка перемещается в радиальном направлении от винта с шагом t2 на
величину износа круга.
Резьбофрезерный полуавтомат мод. 5М5Б62
На станке фрезеруют гребенчатой резьбовой фрезой короткие резьбы
диаметром до 100 мм. Длина фрезы должна быть равна или больше длины
нарезаемой резьбы. Структура станка (фиг. III, 35) состоит из двух ки-
Фиг. III, 35. Кинематическая схема резьбофрезерного полуавтомата мод. 5М5Б62 (Средне-
волжского станкозавода) для коротких резьб (структура класса К23).
нематических групп формообразования Фу (Si) и Ф3 (В2П3). Группа
движения резания Фу (Sx) — простая с гитарой скорости iv и электри-
ческим переключателем для изменения направления вращения фрезы.
Группа движения подачи Ф3 (В2П3) —сложная, имеет одну внутрен-
нюю цепь и одну цепь привода. Внутренняя цепь расположена между
34 Ачеркан 159
530
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
шпинделем заготовки и кулачком /. На последнем устанавливается смен-
ный винтовой копир для настройки цепи на шаг нарезаемой резьбы.
Движение во внутреннюю цепь поступает от двигателя Д2 через гитару
подачи is на червячную передачу , далее через корпус дифференциала
и сателлиты на нижнее центральное коническое колесо и через червячную
передачу на шпиндель заготовки. Двигатель Д3 создает вспомогатель-
ные движения. Группа движения радиального врезания Вр (774) простая;
получая движения от электродвигателя Д2, она передает его кулачку 2.
Движение врезания настраивается маховичком А только по одному
параметру — на исходное положение, при помощи которого нарезают
резьбы разной высоты. Станок работает по полуавтоматическому циклу.
Для этого в цепи врезания на колесе z = 75 установлены кулачки управ-
ления.
Возможность последовательной передачи через дифференциал движе-
ния от двигателей Д2 и Д3 обеспечивается тем, что на валу последнего
имеется тормоз.
Кинематика станка отличается от кинематики других подобных стан-
ков настройкой винторезной внутренней кинематической цепи в группе
подачи Ф5 (В2П3). На шаг резьбы настраивают не гитарой, как это де-
лается в токарно-винторезных и других резьбофрезерных станках, а сме-
ной винтового копира который, по существу, является ходовым винтом.
В данном случае такое решение удобнее и проще.
Произведем кинематическую настройку станка:
Группа движения резания
1.	Цепь скорости резания
1425 об/мин электродвигателя -> пф об/мин фрезы (III, 6)
Группа подач
2.	Винторезная цепь
1 об. заготовки -> Т мм продольное перемещение фрезы
. 57 26 26, _ т
1 ’ 38 ‘ 78 ’ 75 lk ~~ 1 *
отсюда
tk = 67,	(III, 7)
где Т — шаг нарезаемой резьбы.
3.	Цепь подач
1425 об/мин электродвигателя -> пм об/мин заготовки. (III, 8)
Заточной полуавтомат мод. ЗА642 для червячных фрез
На этом станке червячные фрезы диаметром до 125 и длиной до 200 мм
затачивают по передней поверхности зубьев дисковым шлифовальным
кругом на полную глубину винтовой канавки зуба. Следовательно,
шлифуемая передняя поверхность образуется в поперечном направлении
методом копирования, а в продольном направлении — методом касания.
Для этого требуются следующие исполнительные движения (фиг. III, 36):
два движения формообразования — <PV (Вг) — вращение шлифовального
круга и Ф5 (772^з) — винтовое движение (затачиваемой заготовки); дви-
жение деления Д (В4) — вращение заготовки для размещения шлифоваль-
ного круга в последующих канавках фрезы после каждого возвратно-
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ 531
поступательного движения стола; движение врезания Вр (В5) периоди-
ческий поворот фрезы после каждого прохода всех ее канавок для уста-
новки на новую глубину шлифования. Таким образом, кинематическая
структура станка состоит из четырех исполнительных кинематических
групп. Станок интересен тем, что к группе винтового движения присое-
диняются группы деления и врезания.
Группа вращения шлифовального круга — простая. Органов настройки
в ней нет.
Кинематическая группа винтового движения Ф8 (П2В3) составляется
из внутренней связи в виде одной кинематической цепи между столом
Фиг. III, 36. Кинематическая' схема заточного полуавтомата мод. ЗА642 для
червячных фрез (структура класса К23).
и шпинделем фрезы и привода от гидродвигателя. Внутренняя кинемати-
ческая связь между столом и шпинделем фрезы осуществляется следую-
щим образом: вместе со столом в продольном направлении движется пол-
зушка, нижний конец которой перемещается по пазу линейки, установ-
ленной под углом а. На верхнем конце ползушки нарезана рейка. Бла-
годаря наклону линейки ползушка при своем продольном перемещении
будет еще перемещаться вверх, и через рейку она будет поворачивать
реечное колесо. Через фиксатор и делительный диск будет поворачиваться
и шпиндель фрезы. Движение Ф8 (П2В3) настраивается на траекторию
установкой линейки на угол а, на путь — установкой упоров на столе,
на скорость и направление — через гидропанель (на схеме не показана).
Группа движения деления Д (В4) — простая. Она состоит из кине-
матической пары между передней бабкой и шпинделем фрезы и цепи
привода от двигателя. Из схемы видно, что шпиндель фрезы участвует
в движении формообразования и в движении деления. Следовательно,
шпиндель фрезы принадлежит двум кинематическим группам. Они со-
единяются между собой по способу последовательного деления, при котором
34*
532
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
цепь формообразования разрывается, когда фиксатор, управляемый от
электромагнита Эм, выходит из паза делительного диска, и шпиндель
фрезы получает от двигателя Д2 вращение, независимое от перемещения
стола.
Движение деления настраивается по параметру пути на число зата-
чиваемых зубьев с помощью сменных делительных дисков. Остальные
параметры этого движения остаются постоянными.
Кинематическая группа движения врезания Вр (В&) — также простая.
Она состоит из кинематической пары — шпиндель фрезы и передняя
бабка — и отдельного привода от электромагнита Эм±. Движение от него
через коромысло и храповой механизм (z = 100) передается ходовому
винту, который перемещает основание линейки. Далее движение идет
через ползушку с рейкой на шпиндель фрезы. Группа врезания Вр (Вь)
присоединена к группе формообразования <PS (П2В9) способом параллель-
ного соединения, когда шпиндель фрезы одновременно участвует в винто-
вом и вращательном движении. Как известно из предыдущего, для такого
соединения групп в цепи формообразования нужно иметь суммирующий
механизм. Его роль здесь выполняет основание линейки, которое при
своем перемещении сообщает дополнительное перемещение ползушке и
шпинделю фрезы. Движение настраивается по параметру пути через
установку собачки храпового механизма на захват от одного до трех
зубьев за один ход электромагнита Элц. Остальные параметры остаются
постоянными.
Движение врезания — периодическое; оно должно устанавливать за-
готовку (фрезу) на новую глубину шлифования после z дврйных ходов
стола.
Кинематической настройкой станка определяется установка линейки
на угол а. Для этого составим расчетные перемещения и уравнение кине-
матического баланса для цепи профилирования:
1 об. червячной фрезы Т мм продольного перемещения фрезы,
где Т — шаг винтовой канавки зуба у затачиваемой фрезы.
Уравнение кинематического баланса
1 2л-38 _ т
tga
Формула настройки
§ 2. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗАТЫЛОВОЧНЫХ СТАНКОВ
Методы затылования
Затылочная поверхность зуба червячной фрезы представляет собой
винтовую поверхность с кривизной, по профилю совпадающей с профилем
зуба фрезы, распространенной в направлении длины поверхности по
пространственной спирали.
Она образуется фасонным резцом (фиг. III, 37, а) посредствомодного
сложного исполнительного движения, составленного из трех взаимосвя-
занных элементарных движений В19 П2 и Z73, т. е. одного вращательного
и двух прямолинейных движений. Если червячная фреза — коническая
(фиг. III, 37, б), то сложное исполнительное движение формообразования
составляется из четырех простых движений: добавляется прямолинейное
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗАТЫЛОВОЧНЫХ СТАНКОВ
533
движение Л5, необходимое для расположения затылочной поверхности
зуба по винтовой линии на конусе.
Естественно, что кинематическая структура станков для затылования
червячных цилиндрических фрез представляет собой одну кинематическую
группу, осуществляющую одно сложное исполнительное формообразую-
щее движение Фо (В1772773), но внутренняя кинематическая связь будет
состоять здесь не из одной, а из двух или большего числа внутренних
кинематических цепей.
Если внутренняя связь связывает между собой три элементарных
движения, она состоит из двух внутренних кинематических цепей
Фиг. III, 37. Схемы движений инструмента и заготовки при затыловании фрез:
а — червячной; б — червячной конической; в — цилиндрической с винтовым зубом; г — дисковой]
д — гребенчатой резьбовой.
(фиг. III, 38, а) с органами настройки 1Х и iy. Обе цепи имеют общую
цепь привода с органом настройки iv. Внутренняя цепь с органом на-
стройки ix осуществляет исполнительное движение лезвия по архимедо-
вой спирали, а цепь iy— движение по винтовой линии.
В случае осуществления группой сложного исполнительного движения,
состоящего из четырех элементарных движений, как при затыловании
конической червячной фрезы (фиг. III, 38, б), внутренняя связь будет
состоять из трех внутренних кинематических цепей.
Обычно в затыловочных станках поперечное поступательное движение
резца 77 2 осуществляется кулачком (фиг. III, 39)» так как путь этого дви-
жения всегда очень невелик: он равен величине падения затылка и не
превышает, как правило, 10 мм.
Кроме движения формообразования, при затыловании многозубого
инструмента необходимо осуществлять делительный процесс. Зубья чер-
вячной фрезы расположены на ней по винтовой линии; поэтому делитель-
ное движение будет винтовым Д (Si773) (фиг. III, 37, а и 38, а). Оно
является частью сложного формообразующего движения Фо ^В^^Пз).
Переход от этого формообразующего движения к делительному Д (В^з)
производится путем разложения исполнительного движения Фо
534
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Фиг. III, 38. Структурные схемы станков, затылующих фрезы:
а — червячные; б — червячные конические; в — цилиндрические с винтовым зубом; г — ди-
сковые; д — гребенчатые резьбовые; е — червячные при дифференциальной настройке.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗАТЫЛОВОЧНЫХ СТАНКОВ
535
на два: на винтовое Д (Bi773) —для осуществления делительного про-
цесса и на вспомогательное Всп (П^ — для возвращения резца в исход-
ное положение. Разложение сложного движения формообразования на
два и восстановление его производится с помощью кулачка. Участок аЪс
на кривой кулачка (фиг. III, 39) создает движение формообразования 772,
а участок са — вспомогательное движение 774. Участок контура кулачка
очерчивают чаще всего по архимедовой спирали для получения равно-
мерного движения 772. Кулачки делают сменными, с различным шагом
спирали в соответствии с величиной падения затылка зуба фрезы. На
кулачке располагают либо
станка.
одну рабочую кривую abc, либо несколько
участков кривых (до четырех) для рабочих
и холостых ходов резца, если Желательно
уменьшить скорость вращения кулачка.
Фиг. III, 40. Схема определения числа зубьев,
размещаемых на длине одного шага винтовой
нарезки червячной фрезы.
Расчетные перемещения исполнительных звеньев станка при затыло-
вании цилиндрической червячной фрезы составляются следующим образом.
Обозначим k — число рабочих участков кривой (профиля) кулачка;
z — число винтовых (режущих) канавок на червячной фрезе или — что
то же — число зубьев по торцу фрезы; ze — число зубьев, расположенных
на длине одного полного витка винтовой нарезки фрезы; т — осевой шаг
этой винтовой нарезки (фиг. III, 40); Т — шаг винтовых режущих кана-
вок; р — угол наклона второй канавки; D — диаметр фрезы.
Для цепи с органом настройки ix (фиг. III, 38, а), называемой дели-
тельной цепью, расчетные перемещения:
1 об. заготовкидв. ходов резца.
Так как ze — число дробное, нужно найти зависимость его от целого
числа z. Зубья на фрезе расположены по винтовой линии шага т
(фиг. III, 40). Буквами Ь19 Ь2, Ь3 . . .обозначены точки пересечения вин-
товой нарезки фрезы с винтовыми режущими канавками фрезы; началь-
ные точки последних на торце фрезы обозначены а19 а2, а3 . . .az.
На отрезке b19 b2, b3. . .d винтовой линии нарезки фрезы, соответ-
ствующем шагу т, т. е. на длине одного витка этой линии, расположено
равномерно число ze зубьев. Число зубьев, размещенных в отрезке
винтовой линии, равно числу z винтовых канавок. Если обозначить через
zd число добавочных зубьев в отрезке c±d винтовой линии, то
ze = Z +
536
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
При относительном перемещении резца на отрезок винтовой линии
заготовка повернется на угол, соответствующий дуге окружности ed.
При повороте заготовки наоа1а2 резец проходит один зуб. Следова-
тельно,
____ ed
Zd~~ аха2 ’
Дуга ed определяется из развертки прямоугольного треугольника bTde
на плоскость
ed = brd tg 0 = т tg 0.
Из развертки на плоскость винтовой канавки фрезы найдем
tgp==^=¥-	(111,9)
Так как
nD
^а2=- — ,
то окончательно
тлП т	/ттт
Zd TnD z — z т '	(Ш’ Ю)
Следовательно,
z4 = z + zd = z(l + ^-).	(111,11)
Таким образом, окончательно для делительной цепи расчетные пере-
мещения будут
1 об. заготовки ->	( 1 + об. кулачка.
Винторезная цепь (орган настройки iv):
1 об. заготовки -> т мм продольное перемещение резца.
Цепь скорости резания (орган настройки i0)
п3 об/мин вала двигателя -> пзаг об/мин заготовки.
Движение подачи отсутствует, так как поверхность образуется фасон-
ным резцом с формой режущей кромки резца, совпадающей с профилем
затылуемого зуба.
Кинематическая структура затыловочных станков для фрез других
типов (не червячных) будет изменяться соответственно изменению харак-
тера формообразующих движений.
Для затылования цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями
(см. фиг. III, 37, в) необходимо иметь два формообразующих движе-
ния Фо (BjTIz) и Ф3 (773В)., так как затылочная поверхность, являющаяся
винтовой поверхностью, образуется остроконечным резцом.
Движением Фо (Вх772) образуется кривая затылка зуба — архимедова
спираль (см. фиг. III, 37, в). Кинематическая группа, осуществляющая
это движение, состоит из одной внутренней кинематической цепи с органом
настройки 1Х (см. фиг. III, 38, в) и одной цепи привода — цепи скорости
резания i„. Движением Ф3 (ПзВ^ осуществляется винтовая линия по
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗАТЫЛОВОЧНЫХ СТАНКОВ
537
длине зуба. Движение это — медленное и является в процессе резания
движением подачи. Его осуществляет кинематическая группа с внутрен-
ней винторезной цепью 1у и цепью привода — цепью подач is. Так как
шпиндель изделия должен совершать одновременно два вращетельных
движения —быстрое Вг и медленное В5, то внутренние кинематические
цепи имеют общую ветвь и соединяются между собой с помощью сумми-
рующего механизма (дифференциала).
Кроме двух формообразующих движений, станок осуществляет еще
и делительное движение. Это движение — простое вращательноеД (Вх) —
заканчивается во время обратного поперечного движения резца /74. Ки-
нематическая группа остается та же. Кулачок в это время выполняет
дополнительную функцию делительного диска. Поэтому внутреннюю
цепь с органом настройки ix называют делительной.
Расчетные перемещения в рассматриваемом случае затылования ци-
линдрической фрезы с винтовым зубом будут
делительная цепь (орган настройки /х)
1 об кулачка об. заготовки;
винторезная цепь (орган настройки
1 об. заготовки -> Т мм продольное перемещение резца;
цепь скорости резания (орган настройки iv)
пэ об!мин вала двигателя паае об/мин заготовки;
цепь подач (орган настройки zs)
1 об. заготовки s мм продольное перемещение резца.
При затыловании дисковой фрезы фасонным резцом (см. фиг. III, 37, г)
движение подачи отпадает, и кинематическая структура станка состоит
из одной кинематической группы, осуществляющей исполнительное формо-
образующее движение Фо (см. фиг. III, 38, г) и делительное дви-
жение Д (Вг).
Структура станка для затылования групповой резьбовой конической
фрезы фасонным резцом (см.:фиг. III, 37, д) будет состоять из двух групп
(см. фиг. III, 38, д): а) кинематической группы формообразования, осу-
ществляющей, как и во всех приведенных выше станках, два исполни-
тельных движения —движение Фо {ВХП^ для образования архимедовой
спирали и делительное движение Дх (Вх) и б) кинематической группы
деления, создающей второе делительное (сложное) движение Д2 (Л6/77),
необходимое для размещения зубьев на конической поверхности на рас-
стояниях друг от дру^а, равных шагу т по длине фрезы. В этой группе
размещают отдельное отсчетное звено — делительный диск.
Цепь формообразования с органом настройки ix настраивается так же,
как и в предыдущем случае.
Внутренняя связь делительной группы, осуществляющей сложное
движение Д2 (Т76Т77), состоит из внутренней кинематической цепи с орга-
ном настройки iz для осуществления перемещения резца по образую-
щей конуса и делительной цепи с органом настройки iy9 связывающей
538
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
продольное перемещение резца с поворотом делительного диска. При
настройке гитары iz обеспечиваются следующие расчетные перемещения:
L мм продольное перемещение резца -> L tg а мм поперечное
перемещение резца.
где L — произвольная величина перемещения резца и
а — угол конуса затылуемой резьбовой фрезы.
Для цепи деления iy
пд об. делительного диска т мм продольное перемещение резца.
В структуре затыловочного станка для затылования червячной фрезы
потребуется также отдельная дополнительная делительная группа, если
фреза многозаходная.
На фиг. 111,38, г дана кинематическая структура универсально-за-
тыловочного станка при затыловании на нем червячной фрезы фасонным
резцом методом дифференциальной настройки. Здесь связь между шпин-
делем заготовки и кулачком осуществляется через две внутренние кине-
матические цепи с помощью суммирующего механизма (дифференциала).
Расчетное перемещение: 1 об. заготовки1 +об. кулачка
разбивается в этом случае на два:
1 об. заготовки -> об. кулачка;
1 об. заготовкиоб. кулачка.
Первое соотношение обеспечивается цепью с органом настройки 4,
второе — цепью с органами настройки iy и z2. Теперь внутренняя связь
состоит из трех внутренних кинематических цепей, которые получают
движение от одной цепи привода с органом настройки iv. Так как форма
образуемой поверхности производящей режущей кромки инструмента не
изменилась, то не изменилось и количество исполнительных формообра-
зующих движений, а следовательно, и число кинематических групп формо-
образования; изменилась только структура этой группы. Увеличение
числа настроек упрощает подбор сменных зубчатых колес гитары ix.
Однако суммирующий механизм понижает кинематическую точность
станка.
Для примера произведем настройку двух затыловочных станков.
Затыловочный станок мод. 1708
Станок — специальный бездифференциальный (фиг. III, 41), пред-
назначен в основном для затылования червячных фрез в массовом и круп-
носерийном производствах режущих инструментов. Станок имеет жесткую
конструкцию, позволяющую производительно и точно затыловать чер-
вячные фрезы средних и крупных размеров.
Кинематическая структура станка составлена из двух кинематических
групп: группы движения резания Фо (ВхП2П3) и группы деления
Д (51773).
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗАТЫЛОВОЧНЫХ СТАНКОВ
539
Внутренняя связь группы движения резания состоит из двух внутрен-
них кинематических цепей
цепи деления
ix-+ дифференциал -> конические передачи -> сменный
кулачок -> /72;
винторезной цепи
П	От:	•	«	>т
Вг ->	1и -> ходовой винт суппорт -> П3.
Внешняя связь состоит из двух двигателей и дифференциала с цилин-
дрическими колесами.
Группа деления состоит из одной внутренней кинематической цепи —
винторезной цепи с гитарой iy, обеспечивающей перемещение режущей
Храповое колесо
' HL-^L^zJZ
^190
Z'36
Ф/30
Ф/60
4 колеса по 20зувьев'
l9
0/4/7
N=2,2K6m IB
7 n*№30 ов/мин -Ы
Ручной поворот /Ш
кулачка	/ / •
Однозаходный правый' Z~
С
z=bO
Z--2Q
Z^2
'Z=8k
z*3O
Сменный
кулачок
>1=2,2 квт
п~и30об/мин
Однозаходный
правый Г
Z=24
Z=80
t=!2MM
Ручной поворот
ходового винта
*-*z=88
В,
И
Фиг. III, 41. Кинематическая схема затыловочного станка мод. 1708 фирмы Мичиган Тул,
США (структура класса С13).
кромки резца по винтовой линии червячной нарезки, на которой разме-
щены зубья червячной фрезы.
Внешняя связь этой группы та же, что и в цепи резания с прибавле-
нием привода к кулачку, так как последний выполняет роль реверса
и отсчетного диска. Таким образом, группа деления присоединяется
к группе резания по методу смешанного соединения групп. Такое соеди-
нение групп применяется во всех затыловочных станках.
540
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Произведем кинематическую настройку этого станка
1.	Делительная цепь (ix)
1 об. заготовкиоб. кулачка;
При k = 1
i\=^-(l + -^).	(Ш.12)
2.	Винторезная цепь (iy)
1 об. заготовки -> т мм продольное перемещение резца;
=	(П1.13)
3.	Цепь скорости резания. Привод к шпинделю состоит из двух элек-
тродвигателей, размещенных внизу — в станине, и дифференциала с ци-
линдрическими колесами в передней бабке. Можно получить четыре раз-
личные скорости шпинделя: электродвигатели вращаются поочередно,
вращаются вместе в одну сторону и вместе в разные стороны. Управление
коробкой скоростей — через электропереключатели.
При работе только правого электродвигателя скорость шпинделя
1лол 160 1	80 22 20 с
Пп — 1430.130• 24 ’ 40 ' 88 ' 1206 об/мин.
При работе левого электродвигателя
„ __ 1440 190 1	22 20
л ~	140 ’ 24 * пв ’ 88 ’ 120’
где ni0 и пв — число об/мин соответственно центрального зубчатого колеса
(г = 40) и водила дифференциала.
Из формулы Виллиса
«4о — пв  __80   2
«80 —«в	40
При «во = 0 получается -^ = 3.
Следовательно,
„	1 лол 190 1 о 22 20	1П л.
пл	1430-14Q. 24-3 • 88 • 120^ 10 об/л!«н.
При одновременной работе обоих электродвигателей
пл + пп = 16 и пд — пп — 4 об/мин.
Таким образом, шпиндель станка может иметь следующие числа обо-
ротов в минуту: их — 4, п2 = 6, п3 — 10 и = 16. Обратное вращение
шпинделя происходит всегда при 16 об/мин.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗАТЫЛОВОЧНЫХ СТАНКОВ
541
Фиг. III, 42. Структурные схемы затыловоч-
ных станков.
В делительной цепи расположен дифференциал с ручным приводом
от маховичка. Не останавливая станок, им можно передать дополнитель-
ное вращательное движение кулачку и тем самым изменить положение
начала затылования.
На левом центральном валу дифференциала имеется храповое колесо,
которое при обратном быстром перемещении суппорта не позволяет вра-
щаться кулачку и перемещаться
поперечному суппорту.
В суппорте станка имеется
устройство, выбирающее зазор
между витками гайки и ходового
винта, возникающий во время за-
тылования. Груз через зубчатое
колесо, звездочки z = 9 и цепь,
соединенную с суппортом, прижи-
мает гайку к ходовому винту.
С помощью подвижных колес
z = 26 и z = 30 гайка прижи-
мается при движении суппорта
в обе стороны.
Из кинематической настройки
видно, что она сложна, так как
значения гитар ix и iy выражаются
десятичными дробями.Кроме этого,
формула гитары деления зависит
от трех параметров: z, t и Г, что
приводит к большому числу воз-
можных сочетаний этих трех пара-
метров, а это не облегчает на-
стройку станка. Универсальные
станки должны быть прежде
всего удобны в настройке, и по-
этому гитары в этих станках Дол-
жны иметь формулу настройки,
в которую входил бы только один
параметр. Это можно сделать при
большом числе настроек и соот-
ветствующем их расположении,
введя в кинематическую струк-
туру станка дифференциал. В свя- *
зи с этим рассмотрим возможные
структурные схемы затыловочных
станков.
На фиг. III, 42, а показана структурная схема бездифференциального
затыловочного станка, состоящая из одной группы формообразования.
В случае затылования червячной фрезы профильным резцом настройка
гитары деления ix является, как было указано выше, функцией трех
параметров: ix=f1(zi т, Т), где z— число затылуемых зубьев, т — осе-
вой шаг червячной нарезки и Т — шаг винтовой канавки фрезы.
Расчетные перемещения для цепи деления будут
1 об. заготовки -> z (1 + у-) об. кулачка.
542
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Если эту сумму оборотов кулачка связать с оборотом заготовки не
через одну цепь, а через две цепи и суммирующий механизм, то получим
новую структуру станка (фиг. III, 42, б). Указанное выше соотношение
обеспечивается двумя гитарами ix и iz. Но при этом расположении ги-
тары iZi когда движение она получает от шпинделя, ее настройка опять
будет зависеть от тех же трех параметров. Если гитара iz движение будет
получать от ходового винта (фиг. III, 42, в), то настройка гитары iz будет
зависеть уже от двух параметров (параметр т сократится). Если теперь
гитару деления ix (фиг. III, 42, г) перенести из участка 2—/б в участок 9—3
после дифференциала, то каждая гитара будет зависеть только от одного
параметра
G = fi (2)> Ь = К (Т) и ig = (т).
Этой последней структуре (фиг. III, 42, г) соответствуют структуры
большинства резьбошлифовальных станков, имеющих механизм затыло-
вания.
В связи с наличием значительных переменных нагрузок на кулачке
у затыловочных станков структура универсальных затыловочных станков
строится по схеме на фиг. III, 42, в.
Рассмотрим кинематическую структуру и настройку одного из уни-
версальных затыловочных станков.
Затыловочный полуавтомат мод. 1811
(На станке мод. 1811 универсального типа можно затыловать режущий
инструмент всех видов и производить токарные работы. Поэтому кине-
матическая структура станка (фиг. III, 43) состоит из ряда частных струк-
тур, используемых при затыловании зубьев разных форм; для токарных
работ и чернового затылования продольный суппорт имеет второй привод,
и движение идет через коробку подач, ходовой валик, фартук и реечную
передачу. Максимальный диаметр затылуемого изделия 240 мм, максималь-
ный диаметр при токарной обработке в патроне 520 мм, наибольшее рас-
стояние между центрами 710 мм. \
Рассмотрим частную структуру станка (фиг. III, 43, а) для затыло-
I вания инструмента наиболее сложной формы — червячной фрезы.
Как уже упоминалось, станок — универсальный, и для облегчения
его настройки в структуру формообразующей части введен дифференциал.
^Поэтому цнутренняя связь группы движения Фо (Bi/72/73) будет состоять
не из двух, а из трех внутренних кинематических цепей. Первая винто-
резная цепь связывает шпиндель и ходовой винт через гитару Гу7 1^торая_
цепь — цепь деления — располагается между шпинделем и кулачком
и проходит от шпинделя через перебор /0, колеса г = 40, гитару деле-
ния iK и дифференциал. Третья цепь располагается также между шпин-
делем и кулачком, но проходит она через винторезную гитару iy, муфту М 2,
к^зубчатые колеса	, гитару дифференциала iz и дифференциал.
Внешняя связь группы движения резания идет от первой ступени
электродвигателя через коробку скоростей, которая обеспечивает 12jcko-
ростей шпинделя в диапазоне 2,8—63 об/мин. При обратном ходе суппорта
и Хф&дпкарной обработке включается вторая ступень электродвигателя,
и через коробку скоростей получают еще три скорости — 95, 135 и
189 об/мин.	4	—
----Ззах I
Рейка^
т*2
/?4
Ui
t-o
ss—— ।	— гШпинде/НуРейка 1у5мм ^Продольный суппорт
яп г . \	__• :-----\=—
Сменный кулачок с
одной рабочей кривой
Фиг. Ill, 43.
Кинематическая
схема затыло-
вочного станка
мод. 1811 Сред-
неволжского
станкозавода
(структура клас-
са С13).
л
2100
ту 172 239
723
а
226
296'
N, =3,3/3, Шт
л, =9^0/2800^
S Храпобая му (рта М1
П3 ^Поперечный	Резиновый
\cynnopm	суппорт-»
219'	У
"Рейка	tr =12 мм
212\ Рейка т-3
Г* 1 4	~
259
780
726
Xодобри т*”-——
Клан*Ju-u.'
га
228
7?д
Рейка
т-1
120
1зах
230
774
Рейка
^219
-261 §

'МО
268
135
ьлг
259
-Pi
В,
119
Г
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗАТЫЛОВОЧНЫХ СТАНКОВ
544
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
этой кинематической группе имеется ряд устройств, расширяющих
fэксплуатационные возможности станка. Так, в цепи между дифференциа-
лом и кулачком установлена храповая муфта Л4Г (фиг. III, 43, а) с веду-
щей собачкой а (фиг. III, 43, б и в), через которую во время рабочего хода
поперечного суппорта ведущий вал б вращает ведомый вал в. Когда на-
правление вращения ведущего вала б изменится, собачка а расцепится
и вал в остановится. Это нужно для того, чтобы при быстром обратном
холостом перемещении продольного суппорта кулачок не вращался,
а суппорт не производил быстрых поперечных ходов, опасных для
станка.
/данном станке эта муфта конструктивно развита с тем, чтобы оста-
. новка поперечного суппорта всегда совершалась в его исходном отведен-
/ ном положении. Для этого ведомый вал в несет на себе вращающийся
упор г. При изменении вращения ведущего вала б прорезь д в нем повер-
нет упор г (фиг. III, 43, в) и доведет ведомый вал до положения, когда
жесткий упор е упрется в упор.^. Следовательно, поперечный суппорт
убудет находиться в отведенном положен и Ц/уГтобы резец вывести полностью
г из канЗвки изделия-, СменТТЫй куля*1окГкроме рабочей цилиндрической
поверхности, имеет еще и коническую поверхность (фиг. III, 43, а), кото-
рая приходит в соприкосновение с ведущим пальцем суппорта, когда при
^Уобратном ходе кулачок опускается вниз от гидроцилиндра.
£Для возможности затылования,многозаходных червячных фр^, у ко-
торых червячная нарезка имеет оч^ь большой шаг,, в несколько раз
превышающий шаг ходового винта, когда винторезная гитара iy стано-
вится повышающей передачей и, следовательно, нежелательной, в станок
встраивают	Для этого используется передвижное
зубчатое колесо г = 54, сидящее на валу, расположенном на кинемати-
ческой схеме (фиг. III, 43, а) рядом со шпинделем, немного ниже его.
На схеме показано левое положение этого колеса — включенное поло-
жение звена увеличения шага — когда ходовой винт получает движение
не непосредственно от шпинделя, а через перебор tQ =	= 4
или t0 =	В этом случае гитара опять,будет понижающей
передачей.
Для затылования правых и левых червячных фрез в винторезной
Оуепи имеется реверс с передвижным зубчатым колесом z ~ 35.
цепи деления после реверса Рг размещено широкое колесо z = 40,
(в котором имеются два венца с внутренним зацеплением на 24 зуба. При
I установке ее в правое положение возможен поворот шпинделя вручную
/без поворота кулачка, необходимый для установки начала затылования
mi для деления на число заходов.
СпомОЩме электрических К гидравлических устройств осуществляется
полуавтоматический цикл работы станка, при котором резец на глубину
затылования устанавливается автоматически от гидроцилиндра Д2.
Группа движения деления Д (Bi/73) состоит из тех же цепей, только
назначение их несколько иное.
Произведем кинематическую настройку для частного случая — для
затылования однозаходной червячной фрезы.
1)	Винторезная цёпь ~(^)-----~~~
Расчетные перемещения
1.	об. заготовки -> т мм продольное перемещение резца.
. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
545
Уравнение кинематического баланса и формула настройки
‘“бГ'-Зб"’1»’12 = т и 1в= тг*
2)	Цепь деления (ix)
Расчетные перемещения
1. об. заготовки -> z об. кулачка.
Уравнение кинематического баланса и формула настройки
,96	1	40	. п 75	19	.	гц
24	г0	40	100 ' 19	— 2 И tjc— 6 ’
3)	Цепь дифференциала (г2)
Расчетные перемещения'
1 об. заготовки-> z-у- об. кулачка.
Уравнение кинематического баланса и формула настройки
1 54	35 •	48	42 .	3	.	75	19 __ т
, 	* 54 ’ 35 '*«' 36 “42Р".1*' 19	‘ 100 * 19 ~ 2 Т
И
§ 3. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Методы образования зубьев цилиндрических колес
В современном машино- и приборостроении широко используются
многочисленные и разнообразные типы зубообрабатывающих станков.
Это обусловлено большим разнообразием зубчатых колес, которые тре-
буются различным отраслям промышленности. Особенно широко приме-
няются круглые цилиндрические зубчатые колеса наружного и внутрен-
него зацепления, конические колеса наружного зацепления, гипоидные,
червячные колеса, зубчатые рейки.
Большое влияние на развитие кинематики и конструкции зубообра-
батывающих станков оказало разнообразие форм и размеров зубьев,
которые необходимо нарезать и окончательно обрабатывать.
Как известно, циклоидальный профиль имеет в настоящее время очень
ограниченное применение; в подавляющем большинстве случаев зубча-
тые колеса должны иметь эвольвентные зубья.
По признаку формы зуба в направлении его длины различают ци-
линдрические колеса прямозубые, косозубые и шевронные. Прямому
зубу цилиндрического колеса иногда придают в направлении длины зуба
форму бочки — такой зуб называется бочкообразным.
Кроме круглых цилиндрических колес применяют цилиндрические
некруглые колеса; кинематика станков или механизированных приспо-
соблений к станкам для нарезания таких колес отличается особенностями,
которые обусловлены спецификой процесса профилирования зубьев на
некруглых заготовках.
Для реечных передач приходится нарезать рейки обычно с прямо-
бочными зубьями.
В широких пределах варьируют модули (tn = 0,05-4-100 мм), диаметры
(D = (Х5 мм до 12 м) и числа зубьев (г = 6-ь 1000) цилиндрических
колес.
Для нарезания зубьев используют почти все методы, указанные на
фиг. III, 2. Не находят применения методы двойного следа, касания и
35 Ачеркан 159
546
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
следа: эти способы, при которых производящий контур режущего ин-
струмента сведен к «режущей точке», малопроизводительны для образо-
вания сложных незамкнутых поверхностей. Станки, обрабатывающие
цилиндрические колеса по методам копирования и следа и копирования
и касания фасонными резцами, дисковой и пальцевой фасонными фрезами
(фиг. III, 44, а), форма производящего контура которых совпадает с фор-
мой профиля зуба, имеют более простую кинематическую структуру и от-
личаются высокой производительностью. Поэтому, несмотря на сложность
Фиг. III, 44. Методы образоваяйя эвольвентного профиля зуба цилиндри-
ческих колес:
1 — режущий инструмент; 2 — заготовка.
изготовления точного режущего инструмента, станки, обрабатывающие
зубчатые колеса методом копирования, находят применение, особенно
в массовых производствах.
Широко применяют метод обката в сочетании с методами следа и каса-
ния, так как в настоящее время они позволяют получать более точные
зубчатые колеса.
Для образования профиля зуба цилиндрических колес методом обката
сообщают исходной рейке 1 с прямолинейным производящим контуром
(фиг. III, 44, б) движение качения относительно нарезаемой заготовки 2.
Образуемый таким способом профиль зуба является огибающей положе-
ний производящего контура. Это исполнительное движение формообразо-
вания профиля зуба, являющееся сложным движением качения, осуще-
ствляется в станках двумя элементарными взаимосвязанными движениями.
Если исходная рейка становится режущей рейкой, то это движение со-
ставляется из движений Вг и 77 2 заготовки (фиг. III, 44, в) или движе-
ний В3 заготовки и /74 зуборезной гребенки (фиг. III, 44, г).
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
547
Вариант относительного движения гребенки при неподвижной заготовке
(фиг. III, 44, б) в практике не используется, так как в этом случае кон-
струкция станка усложнилась бы.
Если исходные рейки размещены на цилиндре так, что производящие
контуры располагаются по винтовой линии, то режущая рейка становится
червячной фрезой, и исполнительное движение формообразования профиля
зуба составляется из двух вращательных движений и BQ (фиг. III, 44, д).
В качестве производящего контура, кроме зуба рейки, можно исполь-
зовать также зуб цилиндрического колеса. Тогда исполнительное движе-
ние формообразования составится из двух взаимосвязанных враща-
тельных движений: при нарезании колес с внешним зубом — В7 и В8
(фиг. III, 44, е), а с внутренним зубом — В9 и (фиг. III, 44, ж).
Кроме исполнительного движения образования профиля зуба, необ-
ходимо еще исполнительное движение производящего контура для обра-
зования формы зуба по его длине. Это движение может быть простым —
прямолинейным (для прямого зуба) или сложным — винтовым (при наре-
зании косозубого колеса). В некоторых случаях для образования формы
зуба по его длине применяются и два исполнительных движения (при фре-
зеровании и шлифовании зуба).
Исходя из анализа методов образования зубьев цилиндрических колес
можно предположить, что:
1) станки, обрабатывающие прямозубые цилиндрические колеса мето-
дом копирования, должны иметь структуру с простыми кинематическими
группами формообразования, создающими формообразующие движения
только для образования формы зуба по длине. Профиль зуба образуется
самим режущим инструментом; при этом почти всегда требуется отдельное
делительное движение. Главное движение может быть вращательным
или прямолинейным. Наибольшее количество кинематических групп
формообразования равно двум;
2) станки, обрабатывающие прямозубые цилиндрические колеса ме-
тодом обката, должны состоять из сложных и простых кинематических
групп. Для образования профиля зуба применяется сложное движение.
Чаще всего эти станки не имеют отдельного делительного движения.
Главное движение может быть и простым, и сложным. Наибольшее коли-
чество кинематических групп формообразования — три.
Ниже рассмотрены кинематические структуры и настройка основных
моделей советских станков, предназначенных для нарезания цилиндри-
ческих зубчатых колес.
Станки, обрабатывающие прямозубые цилиндрические колеса фасон-
ными дисковыми и пальцевыми фрезами методом копирования и касания,
предназначенные для предварительного нарезания, не рассматриваются,
так как примерно такую же структуру имеет зубошлифовальный станок,
шлифующий зуб дисковым профильным шлифовальным кругом; кинемати-
ческая схема такого станка приведена ниже, на фиг. III, 57.
Зубофрезерный станок мод. 5Е32
На универсальном зубофрезерном станке мод. 5Е32 (фиг. III, 45)
можно нарезать различные зубчатые колеса, в частности цилиндрические
колеса диаметром до 800 мм и модулем до 8 мм (по чугуну). Кинемати-
ческая структура станка построена на базе зубофрезерного станка
мод. 5Д32, который несколько ранее выпускал завод «Комсомолец», но
в более новой модели сделаны некоторые небольшие изменения. Вся
35*
548
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
кинематическая структура станка одновременно никогда не используется;
она работает частями в зависимости от формы нарезаемого колеса.
Рассмотрим эти структуры.
При нарезании цилиндрических колес с винтовым зубом станок имеет
две кинематические группы формообразования. Группа движения реза-
ния (BjB2) состоит из одной внутренней кинематической цепи между
шпинделем фрезы и столом, проходящей через дифференциал и гитару
и цепи привода — от двигателя Д± через ременную передачу, цилиндри-
Z76
Z9
Z1S
Z18
Суппорт
Z25
t} = iO нм
yZ45
ZZO
Протяжной
Суппорт
г зо
Z4S \
130.x
Z130
N3 - 0,18 к 8т
п3 -1400 об/мин
ГРУ'^Т,
Жинйс i
к
Z25
ZZ5
O1ZG
turn ара
N?-1квт
пг- 1410 об/мин
Nt- 4,5 кВт
/7, 11440 об/MUH
^''Z16
Z35
Фиг. III, 45. Кинематиче-
ская схема зубофрезерного
станка мод. 5Е32 завода
«Комсомолец» (структура
класса С24).
2зал
Q
zzo ЧПЙ11111Ж • Ушника
Ф240
Z50
Гитара i3
2 зал
Z30
Z30°
'46
[~М1 Z35


ческие колеса и гитару iv (далее движение идет по внутренней цепи
к шпинделю фрезы и к столу с заготовкой). Движение <PV настраивается
по траектории гитарой ix, по скорости и направлению — гитарой iv.
Вторая кинематическая группа формообразования <PS (П3В^) имеет
внутреннюю цепь между суппортом фрезы и столом. Кинематическая связь
между ними идет от гайки и вертикального ходового винта через две
36
червячные и две конические передачи, цилиндрическую передачу-^-,
гитару дифференциала iy,
е
цилиндрические колеса у
червячную передачу, водило дифференциала,
I
гитару tx и червячную передачу-^- стола.
Цепь привода к этой внутренней цепи передает ей движение от двига-
теля Д± через гитару iv, центральные конические колеса дифференциала,
2
гитару ix, червячную передачу , гитару подачи is, включенную муфту Alj
и далее через внутреннюю цепь на ходовой винт и на стол. Для
быстрого подвода и отвода фрезы в исходное положение внутренняя цепь
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
549
движения Ф3 получает движение от двигателя Д2, когда муфта Мг выклю-
чена.
Движение подачи <PS настраивается по всем пяти" параметрам: по
траектории — гитарой дифференциала iyt по скорости и направлению —
гитарой подачи is, по пути и исходной точке — передвижными упорами,
расположенными на фрезерном суппорте и воздействующими на конечные
выключатели, выключающие главный двигатель. В исходное вертикаль-
ное положение фреза устанавливается вручную, от вала, на котором сидит
2
червяк червячной передачи
' При нарезании цилиндрического колеса с прямым зубом кинемати-
ческая группа движения остается той же, но из ее внутренней цепи
(цепи деления) исключается дифференциал с тем, чтобы повысить точность
работы цепи; дифференциал в этом случае не нужен.
Для исключения дифференциала из работы в станке используется
муфта Л42, которая разъединяет червячное колесо и водило дифферен-
циала и присоединяет его к валу правого центрального конического колеса
дифференциала. Тогда конические колеса последнего не могут вращаться
и валы дифференциала, левый входной и правый выходной, вместе с его
водилом (корпусом) вращаются как один целый вал. Для этого к станку
прилагаются две сменные кулачковые муфты с узкими и широкими кулач-
ками. Муфта с широкими кулачками ставится при нарезании цилиндри-
ческих колес с прямым зубом. Движение подачи Ф& (П3) становится про-
стым.
Для нарезания червячных колес методом тангенциального врезания
или летучим резцом нормальный суппорт снимают и вместо него устанавли-
вают протяжный суппорт (на фиг. III, 45 схема его дана отдельно). В ос-
тальном структура остается той же, что и при нарезании цилиндрического
колеса с винтовым зубом.
Нарезание червячного колеса методом радиального врезания обеспе-
чивается двумя кинематическими группами — ранее рассмотренной груп-
пой движения Фи и группой радиального врезания Вр (П5) перемеще-
ния фрезерной стойки. Внутренняя связь этой группы составляется из
поступательной кинематической пары между фрезерной стойкой и ста-
ниной.
Внешняя связь идет от двигателя Дг через цепь скоростей, гитару iv9
центральные колеса дифференциала, гитару подач is, зубчатые передачи,
4	2	20
червячную передачу-эд-, червячную передачу -эд-, конические колеса
и горизонтальный ходовой вИнт с шагом t = 10 мм. В этой цепи имеется
муфта Л43 для автоматического выключения радиального перемещения
фрезерной стойки после достижения фрезой заданного межосевого рас-
стояния между фрезой и заготовкой.
Фрезерная стойка после некоторого перемещения встречает на своем
пути жесткий упор, установленный на станине. После остановки фрезер-
2
ной стойки червячное колесо в червячной передаче-эд-не будет вращаться,
и тогда червяк будет вывертываться из него, до тех пор пока цилиндри-
ческое колесо z = 45 не войдет в зацепление с колесом г = 30 и не повер-
нет эту передачу, а вместе с ней и ходовой винт, гайка которого пере-
местит вилку и выключит муфту М3. Движение врезания прекратится
на заданной величине радиального врезания. Муфта включает и вы-
ключает вертикальную подачу.
550
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Кинематическая настройка станка на основные работы производится
по выведенным ниже формулам настройки.
1.	Настройка станка на нарезание червячной фрезой цилиндрического
колеса с винтовым зубом.
Движение Ф1) {ВХВ^
а)	Цепь деления (с гитарой ix)
Расчетные перемещения
1 об. фрезыоб. заготовки,
где k — число заходов фрезы.
Многозаходные фрезы применяют только для черновой обработки
зубьев.
Уравнение кинематического баланса
. 72 25________________25	25 46 . е_ .	1 _
18 * 25 ’ 25 ’ 25 ’ 46 Н ’ f '1*' 96 “ г *
Формула настройки
i 24.-^. А.	(III, 17)
х е z
Однопарная гитара — с постоянными осями может иметь в рассматри-
ваемом станке два значения: у = 1 и	. Однопарная гитара
предназначена для расширения диапазона чисел нарезаемых зубьев.
Значение -у — 1 берется при нарезании z < 161.
б)	Цепь скорости резания ( с гитарой iv)
1440 об/мин электродвигателя Д± пф об/мин, фрезы
1440 126	32	35 ‘	25	25	25	18 —
240	48 * 35	25 ’ 25 ‘ 25 72 ~ ПФ>
v 126
(Ш, 18)
Движение Ф8 (П3В4)
в)	Цепь дифференциала (с гитарой iy)
1	об. заготовки -> Т мм вертикальное перемещение фрезы,
где Т = мм — шаг винтовой линии зуба;
sin р	J
Р — угол наклона винтового зуба;
тн — нормальный модуль.
Уравнение кинематического баланса
, 96__1_	J____30_____1__45__19__16__4___5 ш ™
1	’ ix ’ е ’ 2	1 ’ iy ’ 36 ’ 19 ’ 16 ’ 20 ’ 30 ’1U ~ ’
• — sin Р 7,95775 sin р	пт
1у ~ л mHk ~ mHk ‘	*
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
551
г)	Цепь подач (с гитарой Q
1 об. заготовки -> se мм вертикальное перемещение фрезы
I 96	2 • 45 19	16	4____5 1f)
*' 1	24 ’ls' 36 ’ 19 ’ 16 * 20 ’ 30
*S = 4~Se-	(Ш.20)
2. Настройка станка на нарезание червячной фрезой червячного
колеса методом радиального врезания.
Движение Фо (ВгВ %)
Настройка — та же.
Движение Вр (П5)
Цепь врезания
1 об. заготовки -> spad мм радиальное перемещение фрезы
1 96	2 • 45	19	16	4___2	20 lf)_
Ь 1	24 *Is’ 36 ’ 19	16 ‘ 20 ’ 20 ’ 25 '1U ~ sp'>
(HL 21)
3. Настройка станка на нарезание червячного колеса летучим резцом
или специальной червячной фрезой методом тангенциального врезания.
Движение (BiB2)
а) При нарезании летучим резцом
Цепь деления
*	k
1 об. резца об. заготовки,
где k — число заходов червяка, с которым будет зацепляться нарезаемое
червячное колесо. Если k и г — не взаимно простые числа, то деление
на г частей не произойдет. Например, при нарезании червячного колеса
z = 10, сцепляющегося с двухзаходным червяком, за каждый оборот
летучего резца последний будет последовательно нарезать зубья через
два зуба, т. е. 1, 3, 5, 7, 9 и снова первый зуб. Все четные зубья не будут
нарезаны, так как заготовка будет разделена на пять частей вместо де-
сяти. В этом случае после нарезания нечетных зубьев заготовке дают
отдельное делительное движение и нарезают ее четные зубья. Такой спо-
соб не обеспечивает точности шага нарезаемого колеса и мало производи-
телен. Поэтому при проектировании червячных передач для станков,
изготовляемых мелкими сериями, желательно выбирать значения k и z
так, чтобы они были взаимно простыми числами.
б) При фрезеровании червячного колеса червячной фрезой последняя
берется с тем же числом заходов, что и нарезаемое колесо, и поэтому со-
блюдать это условие не нужно.
Формулы настройки для гитар ix и iv остаются теми же.
552
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Движение Ф5 (П6В^
а)	Цепь дифференциала с протяжным суппортом
т	А
L мм тангенциальное перемещение резца-> об. заготовки
L 50 35	16	19 36 .	1 9 е .	1 _ L
2я ' 1	35 ’ 16 ’ 19 * 45 1У' 30	‘ f 'tx' 96 ~~ лтг >
б)	Цепь подач (Q
1 об. заготовки -> s0 мм тангенциальное перемещение летучего резца
1 96___2 . 45	19	16	35___1 9 _
1' 1 ‘ 24 ‘*s* 36 ’ 19 ‘ 16 ’ 35 50 ‘2л:—so5
к
(Ш, 23)'
В этом станке имеется устройство для ввода в работу, после износа
работающих кромок, новых участков острых кромок по длине фрезы.
Устройство размещается на суппорте и передвигает фрезу в осевом на-
правлении. Величина осевого перемещения фрезы регулируется временем
работы электродвигателя Д3 с помощью настройки реле времени. Ско-
рость осевого перемещения фрезы постоянная, 30 мм/мин.
Зубофрезерный полуавтомат мод. 5К324
На станке (фиг. III, 46) можно нарезать червячной фрезой цилиндри-
ческие колеса с прямыми и с винтовыми зубьями с продольной, радиаль-
ной и диагональной подачей и червячные колеса с радиальным и с танген-
циальным врезанием. Наибольший диаметр нарезаемого колеса 500 мм,
наибольший модуль 8 мм.
Станок имеет три встроенных ходовых винта: вертикальный ВВ,
радиальный РВ и тангенциальный ТВ для тангенциального перемещения
фрезы (вдоль оси); эти винты могут включаться или поочередно, или по-
парно, или все вместе в зависимости от способа нарезания и формы нарезае-
мого колеса. Вся структура станка большей частью не используется.
Почти полностью она используется в случае нарезания цилиндрического
колеса с винтовым зубом способом так называемой диагональной подачи.
В этом случае к обычному способу царезания такого колеса на зубо-
фрезерных станках к двум движениям формообразования ФХ) (ВГВ^
и Ф51 (П3В4) добавляется третье движение Фя2 (/76В3), где П6 — пере-
мещение фрезы вдоль своей оси для возможности постепенного ввода всех
ее режущих кромок в работу во время нарезания заготовки, что значи-
тельно улучшает качество работы. Движение Ф$2 — точно такое же,
какое применяется для тангенциального врезания при нарезании червяч-
ного колеса червячной фрезой с заборным конусом (см. фиг. III, 45).
Рассмотрим структуру станка (фиг. III, 46) для наиболее сложного
случая, когда нарезается винтовое колесо с диагональной подачей.
Структура кинематической группы для движения резания Фу (BiB2)
состоит из внутренней связи в виде внутренней кинематической цепи,
связывающей шпиндель фрезы со столом через центральные конические
колеса дифференциала и гитару ix, и внешней связи, через которую дви-
жение от двигателя Дх передается во внутреннюю цепь. Движение реза-
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ	553
ния Фо (В1В2) настраивается по двум параметрам: по траектории — через
гитару ix и по скорости — коробкой скоростей, обеспечивающей девять
скоростей вращения шпинделя фрезы в пределах 5—310 об/мин.
Вторая кинематическая группа — группа первой подачи, создающая
винтовое движение Ф51 (/73В4) — состоит из внутренней кинематической
связи также в виде одной внутренней кинематической цепи, связывающей
через дифференциал и гитару iy вертикальный ходовой винт ВВ со столом.
7 vdvmnj 7 vdvunj
Фиг. 111,46. Кинематическая схема зубофрезерного полуавтомата мод. 5К324 завода
«Комсомолец» (структура класса С24).
Внешняя связь этой группы в виде цепи привода передает движение от
двигателя Дг во внутреннюю цепь и соединяется с последней через кони-
ческое колесо z = 42, сцепляющееся с двумя коническими колесами
z = 35. Движение Ф81 настраивается по всем пяти параметрам, по траек-
тории (на шаг винтовой линии) — гитарой iy, по пути и на исходное поло-
жение — передвижными упорами на суппорте, прекращающими это дви-
жение, на скорость — коробкой подач на девять ступеней и на направле-
ние — реверсом, расположенным на выходном валу коробки подач.
Третья кинематическая группа, создающая движение тангенциальной
подачи Фз2, используется для перемещения фрезы вдоль своей оси. Но пе-
ремещать фрезу в осевом направлении без поворота заготовки нельзя,
так как в этом случае фреза представляет собой рейку. Поэтому движение
Ф$ 2 (JhBh) будет сложным, и оно является движением формообразова-
ния — образующим профиль зуба. Следовательно, профиль зуба создается
двумя движениями: Фи(В1В2) и Ф52(/76В5).
554
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
При соединении трех сложных групп движения формообразования,
в которых три элементарных движения находятся на одном и том же
подвижном исполнительном звене, на заготовке, в станке требуется иметь
два дифференциала. Однако станок имеет только один дифференциал,
поэтому группа движения Ф52 соединяется с группой Ф81 без дифферен-
циала, когда элементарные движения В4 и В5 слагаются математически,
без дифференциала. В этом случае структура группы движения Ф$2
будет простой и состоять из внутренней кинематической связи в виде
поступательной кинематической пары между фрезерной головкой и суп-
портом фрезы и цепи привода. Последняя обязательно должна быть свя-
зана с внутренней связью группы движения Ф51, что и сделано в этом
станке. Движение Ф$2 настраивается только по скорости и по направле-
нию через гитару тангенциальной подачи 1д. Сочетанием вертикального /73
и осевого П6 перемещений достигается так называемая диагональная
подача.
При обработке колес различной формы структура станка несколько
видоизменяется в основном из-за того, какой из трех ходовых винтов будет
использован.
Кинематическая настройка данного станка мало отличается от на-
стройки обычных станков. Произведем эту настройку для того же случая —
для нарезания цилиндрического колеса с винтовым зубом методом диаго-
нальной подачи.
Движение резания Фи(В1В2)
Настройка гитары деления ix.
Расчетные перемещения
1 об. фрезы об. заготовки.	1
Уравнение кинематического баланса
. 64___29 29	27 . 58 е_ .	33 35	1 __ _k_
16 ’ 29 ’ 29 ‘ 27	* 58 ‘ f 33 ‘ 35 ‘ 96 “ г ‘
Формула настройки
= 24.А4 •	.(1П.24)
Сменные колеса — дают значение -Ц- = 1 или -Ц- =	. Последнее
значение 'применяется при нарезании колес с числом зубьев больше 160.
Настройка на скорость резания обеспечивается коробкой скоростей.
Перед рассмотрением настройки движения подачи Ф$1 (П3В4) опре-
делим настройку гитары id диагональной подачи, которая будет нужна
в дальнейшем.
Для этого свяжем уравнением кинематического баланса вертикальную
подачу se с тангенциальной (осевой) подачей sr:
se 24	42	40 . 50 36	2	60 27	27	5 . Q __
10	1	35 ’ 40 'td' 50 ’ 36 ‘ 27 ’ 48 ' 27 ’ 27 ’ 48 'lZ~ st>
td = 3-4.	(111,25.
be
Теперь произведем настройку движения подачи 0S1 (П3В4) и, в част-
ности, настройку гитары дифференциала iy.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
555
Выведем расчетные перемещения конечных звеньев этой цепи.
При настройке этой гитары необходимо учесть, что элементарное
движение В5, входящее в движение 0s2, должно обеспечиваться группой
подачи движения Ф51. Теперь это движение будет следующим:
0sl (/73В4 ± В5), следовательно, при составлении расчетных перемеще-
ний необходимо учесть движение В5. За исключением этого цепь привода
у обеих групп движений Ф31 и Ф& 2 одна и та же. Исходя из этих положе-
ний составим расчетные перемещения для бездифференциальной на-
стройки с учетом параметра скорости каждого движения, т. е. с учетом
подач — вертикальной и тангенциальной:
sT мм осевое перемещение se мм вертикальное пере- ->-^-об. заготовки при на-
метен не фрезы	1
резании винтовой линии
sT cos Ф
—-----об. заготовки для получения тангенциальной подачи;
-------> nmTz
здесь ср — угол наклона оси фрезы.
I-ч	ГГУ SltUu2	fflu
Если подставить значения Т = sin~- и шт =	, то расчетные
перемещения для цепи дифференциала будут	'
,	se sin 6 ± sT cos ф cos В
s6 мм перемещения фрезы —--------------------— об. заготовки.
TUTIhZ
К этим расчетным перемещениям нужно добавить и третье слагаемое.
В цепи деления, связывающей вращения фрезы и заготовки, имеется
косозубая передача-^-, расположенная у шпинделя фрезы. При наре-
зании всех видов колес на зубофрезерных станках, кроме трех случаев
(нарезание червячных колес червячной фрезой методом тангенциального
врезания и летучим резцом и нарезание цилиндрического колеса с винто-
вым зубом червячной фрезой методом диагонального врезания), эта пере-
дача работает как обычная ^осозубая. В трех перечисленных выше слу-
чаях, когда режущему инструменту одновременно с вращением сооб-
щается еще перемещение вдоль оси sT (для этого на шпинделе фрезы имеется
резьба с шагом t = 12 мм}, ведомое колесо z = 64 получает две степени
свободы (вращение и осевое перемещение), и эта косозубая передача стано-
вится дифференциалом, так как колесо z = 64 получает два вращения,
от двух приводов: от вращения зубчатого колеса z = 16 и от ходового
винта t — 12 мм.
При этом осевом перемещении зубья колеса z == 64 скользят по винто-
вым зубьям колес z == 16, и колесо z = 64 получает дополнительный
поворот. Это скрытый дифференциал.
В рассматриваемом случае скрытый дифференциал лежит во внутрен-
ней связи, в цепи деления, и поэтому дополнительное вращение фрезы,
полученное от второго привода скрытого дифференциала, мешает работе
делительной цепи. Следовательно, необходимо либо устранить его с по-
мощью такого же другого вращения в противоположном направлении,
но для этого нужно встроить в цепь деления еще один дифференциал,
которого в станке'нет, либо сообщить дополнительное вращение заготовке
и увязать его с таким дополнительным вращением фрезы, чтобы созда-
валось дополнительное движение обката. Дополнительное вращение за-
готовки нужно предусмотреть при настройке цепи дифференциала.
556
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
фреза повернется на
ST COS
получим -1----—.
При осевом перемещении фрезы от ходового винта t == 12 мм на вели-
чину выбранной тангенциальной подачи колесо z = 64, а следовательно, и
St tg В|й „	П1Н
лт г °бор°та; подставляя сюда тт = "с0^—5
Из кинематической схемы подставим для косозубой передачи значе-
ния р1в = 20° 20' и тн = 4, получим	• Если это значение
k	*
умножить на отношение —, то получим дополнительное число оборотов
заготовки, компенсирующее работу скрытого дифференциала. Оно равно
0,0017 — .sT.
Если учесть, что гитара диагональной подачи обеспечивает вполне
определенное, приведенное выше соотношение продольной и тангенциаль-
ной подач, то, подставив sT =	, получим окончательное выражение
расчетных перемещений конечных звеньев цепи дифференциала
,	se sin Р seM cos ф cos В ,
se мм продольное перемещение фрезы-> впт ±	±
0,0005^fc Л
± ——z - об. загот.,
где s6 — продольная подача заготовки в мм/об\
Р — угол наклона нарезаемого зуба;
тн — модуль нормальный в мм\
z — число зубьев нарезаемого колеса;
id — передаточное отношение гитары диагональной подачи;
(р = Р ± у — угол наклона оси фрезы;
у — угол подъема нитки червячной нарезки фрезы;
k — число заходов у фрезы.
По этим расчетным перемещениям составляем уравнение кинемати-
ческого баланса цепи дифференциала
se 24 42 . 27_________1 9 58 е_ . 33_______35____1_ _
10 * 1 *35 *'^* 27 * 36 *2’ 58 * f *^’ 33 * 35 * 96 ~
— Se s*n А ] s^d cos Ф cos P j 0,0005/^fe
“ z
k f
После подстановки сюда ix '= 24------— получим формулу настройки
гитары цепи дифференциала
. = 7,95775 sin ft 7,95775 cos Ф cos 0,004^. (Ill, 26)
Знаки в этой формуле зависят от направления продольного и осевого
перемещений.
Для определения значения iy нужно знать idt следовательно, отно-
шение —. Оно определяется из зависимости
se
Sf	/
S6 ~ в ’
где I — длина осевого перемещения фрезы в мм\
В — длина продольного перемещения фрезы в мм.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
557
Определив гитару диагональной подачи, выбирают близкое значе-
ние 1д по имеющемуся набору сменных зубчатых колес. Гитара 1д с по-
стоянными осями, и ее передаточное отношение имеет вполне определен-
ные значения:
А. 1. _L. j_.	1
” 1 ’	2 ’	3 ’	4 *
Одно из этих значений и подставляют в формулу настройки гитары iy.
Величину продольной щодачи подбирают и настраивают через коробку
подач.
Радиальное врезание червячной фрезы обеспечивается через радиаль-
ный ходовой винт РВ и коробку подач.
В станке имеется отдельный двигатель Д2, сообщающий быстрые
перемещения исполнительным звеньям станка.
В случае нарезания цилиндрических колес с простым числом зубьев
при использовании дифференциала цепь подач должна быть жесткой,
а коробка подач с фрикционными муфтами не может обеспечить такой
связи. Поэтому в станке предусмотрена возможность иметь цепь подач
помимо коробки подач. Для этого между входным и выходным валами
коробки подач можно установить гитару подач, через которую и будет
осуществляться движение подачи (на фигуре она изображена пунктиром).
В станке имеются механизмы ручного перемещения стойки и стола и
транспортер (на фиг. III, 46 — справа внизу).
Зубофрезерный мастер-станок мод. 543
Станок (фиг. III, 47) предназначен для нарезания червячной фрезой
точных делительных червячных колес с диаметром до 800 мм и модулем
до 6 мм. Повышенная точность нарезания достигается здесь применением
корректирующего устройства, которое через дифференциал от специаль-
ных кулачков сообщает дополнительное движение столу для получения
более равномерного вращения заготовки.
При нарезании обычных червячных колес исполнительное движение
обката Фу составляется из двух элементарных движений, т. е. Фи
где Вх — вращение фрезы и В2 — вращение заготовки. В этом станке
движение обката составляется уже из четырех элементарных движений
Фу (В1В2В3В4), два из которых — неравномерные.
Кинематическая группа, создающая это сложное исполнительное дви-
жение, будет состоять из следующих кинематических связей:
Первая цепь внутренней кинематической связи между равномерными
вращением фрезы Вг и вращением заготовки В2:
д	114	55	33	.	32	36	1	д
251	19	44	33	1х^	40	36	360
Вторая цепь той же внутренней связи между равномерным враще-
нием заготовки В2 и неравномерным вращением заготовки В3 от кулачка с:
д 360	48	1	60	5	.	1 д
252	1	48	50	60	36 я2	360
где Дгс— приращение радиуса кулачка с (фиг. 111,48);
Ri и R2 — плечи рычага коррекции а (фиг. III, 48);
1диф == ~~ == ---передаточное отношение дифференциала от во-
дила к центральному колесу z = 36.
' Заготовка
1)UHmtz*6 «л
r nift Л1ЛГ~3|С' ДЁт
'Ж
Рычае а
с
УША
d
Делительный
диск—
7/4 '
1зах
гзбк 1360
4
136
140
Фиг. III, 47. Кинематическая схема
зубофрезерного мастер-станка мод.
543 завода «Станкоконструкция»
ЭНИМС (структура класса С14).
от?
\т 252
,Реика
-1Ю
-155
Стол
Z66-
□
Z50
А
ZjtfX
6 «Ж
ZW
122
ф^100..
Z55
Z5<i>
Гитара радиального
б резания 15
Nj^,5Kdm
Фз*97

t •Юмм
IW
734
1зах
5зах.
136
ш
Z32
",
м
156
Z44

фь *175
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С ME ХА НИЧЕСКИ М И СВЯЗЯМИ
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
559
Третья цепь внутренней связи между равномерным вращением заго-
товки В2 и ее неравномерным вращением В4 от кулачка / (фиг. III, 47 и 48)
о 360	36 Arf	1 d
~ "зеГ	1диФ "збсГ
где rf — приращение радиуса кулачка f (фиг. Ш, 48).
Схема коррекционного устройства, показанная на фиг. III, 48, рабо-
тает следующим образом: кулачок 6 имеет рабочую кривую, соответствую-
щую накопленной ошибке на червячном делительном колесе станка, и за
один оборот этого колеса кулачок 6 тоже
делает полный оборот. При вращении
последнего рычаг 4 покачивается и через
ролик 5 поворачивает корпус дифферен-
циала 2, а следовательно, и стол вместе
с заготовкой.
Кроме этого поворота, второй кула-
чок 3, жестко сидящий на нижнем валу
дифференциала, поворачивается со ско-
ростью вращения червяка делительной
пары стола станка. На кулачке 3 нанесена
кривая, учитывающая циклические ошиб-
ки червячного делительного колеса. При
повороте кулачка относительно ролика 1
корпус дифференциала 2 будет поворачи-
ваться и дополнительно поворачивать стол
станка. Таким образом, кулачки 6 и 3 и
дифференциал 2 суммируют на заготовке
три элементарных движения В2, В3 и В4,
создавая тем самым равномерное движе-
ние обката ФХ} (ВхВ^В^В^. Кривые на
кулачках строятся из того расчета, что
угловой ошибке на нарезанном зубе в 1"
соответствует перепад радиуса на кулачке .
в 2,1 мм.
г Три указанные выше кинематические цепи составляют внутреннюю
кинематическую связь группы движения обката. К этой связи присоеди-
няется внешняя связь
тт ЮО 22	.	00
двигатель	"IT tv колесо z = 33.
Фиг. III, 48. Схема коррекционного
устройства зубофрезерного станка
мод. 543.
Последнее звено — коническое колесо с числом зубьев z = 33 — является
звеном присоединения внешней связи к внутренней. Движение от этого
звена будет передаваться к шпинделю фрезы и к столу станка. Эти две
связи и составляют кинематическую группу, создающую движение реза-
ния (оно же движение обката).
Кроме движения обката, создается и движение радиального вреза-
ния Вр (П5). Это движение — простое и создается оно простой кинемати-
ческой группой, в которой внутренняя связь, обеспечивающая траекто-
рию исполнительного движения, состоит из одной поступательной кине-
матической пары между фрезерной стойкой и станиной станка.
Внешняя связь передаетдвижение от стола ходовому винту (фиг. 111,47)
D 360	48	1	.	32	1	п
В2-> j 48	50	46 -> 50 ход. винт->/75.
560
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Для быстрого отвода и подвода фрезерной стойки имеется отдельный
электродвигатель Д2 с числом оборотов 1000 в минуту, который передает
быстрое движение через муфту Л42.
Для измерения радиального биения заготовки быстрое вращение
стола можно получить от двигателя Д2 через муфту М3 при разомкнутой
гитаре ix. Муфта Мг в кинематической группе радиального врезания вклю-
чает движения врезания после достижения заданного межосевого расстоя-
ния между заготовкой и червячной фрезой.
Кроме непрерывного движения радиального врезания в станке имеется
механизм периодического радиального движения, перемещающий стойку
на 0,02—0,06	этот механизм используется при окончательной обра-
ботке червячного колеса. После одного оборота стола при помощи гид-
равлики перемещается рейка, связанная с реечным колесом z = 52, кото-
рое поворачивает храповик и храповое колесо, передавая периодическое
движение ходовому винту. По достижении заданной глубины зуба перио-
дическое радиальное врезание будет выключено, так как гайка, несущая
на себе упор, получает перемещение от ходового винта через цилиндри-
ческую пару z = 55 и z = 66.
Для нарезания червячных колес повышенной точности, кроме кор-
рекционного механизма, в конструкции станка предусмотрены устрой-
ства, позволяющие более надежно получить высокую точность. Так, на
шпинделе фрезы установлено косозубое колесо, диаметр которого пре-
вышает диаметр фрезы в 3,5 раза. Подвижные соединения на валах выпол-
нены на шпонках, сделанных заодно целое с валом. Вся конструкция
суппорта и фрезерной стойки обеспечивает весьма большую жесткость
и точность обработки. Делительное колесо имеет 360 зубьев с увеличен-
ной высотой и уменьшенным углом профиля. Это уменьшает циклическую
ошибку колеса.
С целью контроля качества работы делительной пары в корпусе дели-
тельного червяка и кожуха стола встроены индикаторы для проверки
биения контрольных поясков, имеющихся на столе и делительном червяке.
Для измерения точности поворота стола на валу червяка имеется дели-
тельный диск и индикаторное устройство.
На хвостовике стола и на шйинделе фрезы предусмотрены тормозы,
обеспечивающие одностороннее натяжение делительной цепи станка. Боль-
шинство промежуточных валов станка установлено на опорах качения.
Для регулирования зазоров в червячной передаче привода коррекцион-
ного устройства червяк этой передачи имеет переменную толщину витка.
Смазка станка — автоматическая централизованная. Во время работы
стол станка разгружается при 'помощи гидравлики. Электродвигатели
вынесены за пределы станины. На этом станке можно нарезать червяч-
ные колеса 3-й степени точности по ГОСТ 3675—56.
Кинематическая настройка станка обеспечивается тремя гитарами
iv и iS9 для которых составлены следующие расчетные перемещения,
уравнения кинематического баланса и формулы настройки:
1.	Гитара деления ix.
Расчетные перемещения
k
1 об. фрезы — об. заготовки.
Уравнение кинематического баланса
. 114 55	33 . 32 36	1 _ k
ь 19 ’ 44 ’ 33 ’*** 40 ‘ 36 ’ 360 z •
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОЕ
561
Формула настройки
г-х = 60 4-	(III. 27)
2.	Гитара скорости резания iv.
Расчетные перемещения
750 об/мин двигателя Дг Пф об/мин фрезы.
Уравнение кинематического баланса
7С.П 100	22 . 33	44	19 _
/0U’ 242 ’ 44 ' 1°‘ 33 ’ 55	114 ~ ПФ‘
Формула настройки
=	(111,28)
3.	Гитара радиального врезания is.
Расчетные перемещения
1 об. заготовки -> spad мм перемещение стойки.
Уравнение кинематического баланса
1 360	48	1 • 32 __L in —
’ 1	48 * 50 'ts' 46 ‘ 50 Под-
формула настройки
*S = W	(Ш, 29)
Коррекционные устройства с механическими звеньями имеют различ-
ную конструкцию, но принцип их работы один и тот же: он состоит в том,
что кинематические ошибки цепи выражаются через кривую одного или
нескольких кулачков, которыми создается дополнительное движение
на столе.
Так как все эти коррекционные устройства обладают инерционностью
и вносят поправки к ошибкам без учета износа станка, то в последнее
время применяют коррекционные устройства с различными немехани-
ческими связями — с такими, например, какие применены в рассмотренном
ниже зубофрезерном мастер-станке мод. РН-30 фирмы Д. Браун.
Зубофрезерный станок мод. РН-30	/
Станок (фиг. III, 49) предназначен для нарезания червячной фрезой
особо точных цилиндрических прямозубых колес диаметром до 760 мм.
Поэтому его структура усложнена специальным корректирующем устрой-
ством с электромеханическими звеньями. Движение обката Фо (ВхВг) —-
обычно двухэлементарное движение. В этом станке оно становится
трехэлементарным движением Фи (ВД^Вз), где Вг — вращение фрезы,
В 2 — равномерное вращение стола и В3 — неравномерное корректирую-
щее вращение стола.
В этой кинематической группе внутренняя кинематическая связь
состоит из двух внутренних кинематических цепей. Первая внутренняя
цепь связывает вращение фрезы Вг с вращением стола Ва и состоит из
36 Ачеркан 159
562
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
следующих участков цепи с механическими звеньями: -> 3 -> 2	26~>
5 7
-> цилиндрические колеса в дифференциале	червячная
9
передача В2. Вторая внутренняя цепь связывает равномерное вра-
щение В 2 с неравномерным корректирующим движением В3 стола и со-
стоит из ветвей как с механическими звеньями, так и с электро-механи-
ческими устройствами.
Для этого на столе установлена точная диффракционная решетка 11.
От осветителя через нее в оптической головке 12 создаются электрические
Фиг. III, 49. Структурная схема зубофрезерного мастер-станка мод. РН-30 фирмы Дэвид
Браун (структура класса К24).
фмпульсы, которые по участку 12—13 передаются в фазомер 17. В него
через ввод 14 подаются и другие импульсы, которые создаются другой
диффракционной решеткой 16 и оптической головкой /5, установленной
с правой стороны дифференциала. После сравнения этих импульсов
фазомер выдает сигнал, который усиливается (усилитель 18—19) и посту-
пает в двигатель Д2. Последний приводит в движение цилиндрические
колеса 21, 22, 23, 24 и эксцентрик 25, который поворачивает корпус диф-
ференциала, а следовательно, и стол для корректировки движения В2.
Приводом этих двух внутренних цепей является механическая цепь 1—2
от двигателя
Второе движение формообразования, движение подачи Ф5 (ГЦ) —
простое, прямолинейное. Кинематическая группа этого движения проста
и пояснений не требует. Настройка на скорость подачи производится,
как и в других станках^ через гитару подачи is.
СТРУКТУРА СТАНКОВ С ЗУБОРЕЗНЫМ ДОЛБЯКОМ
обЗ
§ 4. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
С КРУГЛЫМ ЗУБОРЕЗНЫМ ДОЛБЯКОМ
Методы образования зубьев зуборезным долбяком
Зуборезный долбяк используется в станках при различных относи-
тельных геометрических положениях осей вращения долбяка и заготовки.
Возможны три случая.
Если оси вращения заготовки и зуборезного долбяка параллельны
(фиг. III, 50, а), то долбяком можно нарезать цилиндрическое колесо
с прямым и винтовым зубом; при таком именно относительном положении
осей долбяка и заготовки работают зубодолбежные станки. При нареза-
нии винтового зуба в них создаются два движения формообразования:
винтовое движение резания ФХ} (П3В^9 создающее вспомогательное гео-
метрическое винтовое колесо, и движение подачи, оно же движение об-
ката Ф5 (ВХВ2). Форма долбяка и нарезанного колеса и расположение
их осей, а также движения в зубодолбежном станке соответствуют обычной
Фиг. III, 50. Схемы движений при различном геометрическом положении
осей вращения заготовки.
цилиндрической косозубой передаче, если бы одно из ее колес имело
дополнительное быстрое возвратно-поступательное винтовое перемещение.
Такое же расположение осей имеют долбяк и заготовка при нарезании
цилиндрического колеса с прямым зубом, только вместо винтового движе-
ния резания ФХ) (В4П3) долбяк совершает прямолинейное движение
К (1Ц).
При взаимно перпендикулярном расположении осей вращения заго-
товки и зуборезного долбяка (фиг. III, 50, б) при движении Фи (ВХВ2)
и Ф5 (/73В4) зуборезный долбяк нарежет многозаходный цилиндрический
червяк, если движение резания ФХ} (В]В2) будет однотипным с движением
в червячной передаче, в которой долбяк играет роль червячного колеса,
а движение подачи Ф3 (П3В4) — однотипным с движением в реечной пере-
даче, в которой долбяк представляет реечное колесо. Расположение осей
соответствует расположению осей элементов червячной передачи.
Наклонное расположение осей долбяка и заготовки (фиг. III, 50, в)
соответствует винтовой зубчатой передаче со скрещивающимися осями,
в которой, как известно, при вращении обоих колес профиль зуба одного
колеса скользит вдоль зуба сопряженного колеса. Это относительное
скольжение профилей используется здесь в качестве движения резания.
Поэтому в данном случае движение обката производится со скоростью
резания Фи (ВХВ2), а движением подачи Ф8 (П3В4) лезвия долбяка пере-
мещаются вдоль зуба по винтовой линии. Движение обката Фи (ВХВ2)
в зубодолбежных станках было медленным движением подачи Ф8 (В]В2).
Процесс долбления зубчатых колес превращается здесь в процесс точения.
Зуборезные станки, обрабатывающие цилиндрические колеса точением
36*
564
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
при скрещивающихся осях долбяка и заготовки, будут осуществлять
быстрое движение обката ФДВ^г) и медленное движение долбяка вдоль
зуба — движение подачи Ф$ (П3В4).
На этих станках можно нарезать цилиндрические колеса с прямым
и с винтовым зубом. При нарезании прямозубых колес необходим долбяк
с винтовым зубом для того, чтобы можно было нарезать колеса при скре-
щивающихся осях долбяка и заготовки. Также и винтовой зуб нарезают
долбяком, имеющим винтовой зуб, но возможно нарезание таких зубьев
и прямозубым долбяком.
Зубодолбежный вертикальный станок мод. 5Б150
На станке (фиг. III, 51) можно нарезать цилиндрические колеса внеш-
него и внутреннего зацепления с прямым и с винтовым зубом диаметром
до 800 мм и с модулем до 12 мм.
Рассмотрим структуру и настройку станка в случае нарезания цилин-
дрического колеса внешнего зацепления с винтовым зубом.
Для этого в станке нужно
иметь два сложных исполни-
тельных движения формообразо-
вания: винтовое Фи (П3В4) и дви-
жение обката Ф5 (ВгВ2). Кроме
этих двух движений, имеются
движение радиального вреза-
ния, быстрый (ускоренный) под-
вод и отвод стола, отвод и под-
вод долбяка к заготовке за ка-
e~20
8^
ix.
z25
1зах[
216
но ;
Долбяк^
Стол
126
Установка диске
________________ I Z30
при внутреннем и rt
внешнем зацепле-]*
нии
350
0125
Чзах
,z75
гЗО z40 iz25u-ui==r
Ут-» "Tyi Я^квт
fQjrCSy п1=№Ь0оЬ/мая
---------|“Г }zJ/7
. j	z20 z30
И
z80	Кулачки
z24	отвода
долбяка
»‘ -Д3	=• 1квт
4п3=УЗОоб/мин
z28
{Кулачки врезания \ р
zTfO
Z46 z36
z4(k
Ласк счетного
механизма
1зах
Z42
^2 23
1зах
Z28
Z47n
z28 *
Z19-
IT Kf 1,7квт
1зах z103 пг=Н70од/мин
d
а
t^lOwf
Фиг. 111,51. Кинематическая схема зубодолбежного вертикального станка мод. 5Б150
завода «Комсомолец» (структура класса С24).
ждый его двойной продольный ход и быстрое вращение стола, необхо-
димое для выверки радиального биения заготовки.
Структура группы движения резания Ф„ (П3В4) состоит из внутрен-
ней связи в виде винтовой кинематической пары (сменный копир кг на
червячном колесе и сменный копир к2 на ползуне) и внешней связи, пере-
дающей движение от двигателя Д1 во внутреннюю связь.
СТРУКТУРА СТАНКОВ С ЗУБОРЕЗНЫМ ДОЛБЯКОМ
565
Настройка движения резания — движения сложного с незамкнутой
траекторией — производится по всем пяти параметрам: на траекторию —
сменными копирами, на путь — изменением радиуса кривошипа, на ско-
рость — гитарой iv, на направление — изменением положения пальца
кривошипа и на исходное положение начала движения — изменением
длины шатуна.
Кинематическая группа движения подачи <PS (В]В2) состоит из вну-
тренней цепи между долбяком и заготовкой и внешней связью между дви-
гателем и червячной передачей Червяк последней является точкой
присоединения внешней и внутренней связи. Движение обката Ф5 —
движение сложное, но с замкнутой траекторией и поэтому оно будет на-
страиваться по трем параметрам: на траекторио — гитарой деления ix
и реверсом Р19 на скорость подачи — гитарой is и на направление — также
гитарой is (через паразитное колесо).
Произведем кинематическую настройку станка.
Определим шаг Ткоп винтовой линии на сменных копирах кх и к2.
Для получения винтовой линии на заготовке нужны следующие рас-
четные перемещения конечных звеньев:
1 об. заготовки -> Тзаг мм продольное перемещение долбяка.
Но перемещение долбяка на Тзаг сопровождается в этом станке,
как и в других зубодолбежных станках, поворотом долбяка, причем за
один оборот заготовки долбяк должен повернуться на 2заг  оборотов.
?долб
Следовательно, за -~^аг~ об. долбяка ползун переместится на Тзаз мм,
н0 Тзаг = Тдол6 и поэтому об. долбяка -* Тдол6 мм.
?долб	гдолб	?долб
Отсюда 1 об. долбяка-* Тдм5 мм и Ткоп = Тдолб.
Гитара 1Х определяется из следующего уравнения кинематического
баланса:
1	90	50	45	28	26	. г 1 zaoaq
1 об. долбяка-—7— •-—-------------;
1	'50	45	4	26 х f 168 гзаг ’
(111,30)
; __ 4 f %долб
* “ 15 * е * гзаг
Гитара у с постоянными осями нужна для расширения диапазона
чисел зубьев нарезаемых колес.
Составляем расчетные перемещения и уравнение кинематического
баланса для определения гитары подач is
1 об. долбяка -> К двойных ходов ползуна;
. 90	50	45	28 30	1	25 _ „
1 ‘ 1	50 ’ 45	4	30 ’ is ' 25 “ А
. _ 630
— к •
(Ш,31)
Число К выбирается по заданному режиму резания.
Группа радиального врезания имеет отдельный двигатель Д2.
Гитара врезания 1вр определится из уравнения
147010 = spad\ iep = -g^g-Spad- (HI, 32)
566
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Двигатель Д2 может сообщать столу быстрое перемещение через
муфту Мг. Муфты и М2 сблокированы.
При разомкнутой гитаре 1Х стол может получить быстрое вращение
от двигателя Д3. После чистовой обработки колеса за установленное
число оборотов стола отсчетный диск выключает станок.
Станок мод. E3-13 для точения долбяком цилиндрических колес
Станок нарезает цилиндрические колеса с прямым и с винтовым зубом
диаметром до 320 мм и модулем до 5 мм методом точения, при скрещиваю-
щихся осях зуборезного долбяка и нарезаемого колеса. В станке создаются
Фиг. III, 52. Кинематическая схема станка мод. E3-13 (завода «Комсомолец») для
точения долбяком цилиндрических колес (структура класса С24).
два сложных исполнительных движения формообразования (фиг. III, 52, а)
Фо (ВХВ2) и 0S (П3В4).
Кинематическая структура станка имеет две сложные кинематические
группы (фиг. III, 52, б). Первая группа, создающая движение резания,
состоит из внутренней кинематической цепи с гитарой ix (цепи деления),
связывающей вращение долбяка Вх с вращением заготовки В2, и цепи при-
вода от электродвигателя Д2 через гитару скорости резания i до верхней
22
конической передачи • Этой группой обеспечиваются профиль зуба,
процесс деления и частично форма зуба по длине. Так как внутренняя
цепь деления работает при больших скоростях, то червячные передачи.
СТРУКТУРА СТАНКОВ С ЗУБОРЕЗНЫМ ДОЛБЯКОМ
567
устанавливаемые в зубодолбежных станках на ползуне и шпинделе заго-
товки, заменены в этом станке цилиндрическими зубчатыми передачами.
Движение Фи — сложное и замкнутое, поэтому оно настраивается по трем
параметрам: на траекторию — через гитару ix, На скорость и направле-
ние — гитарой iv.
Вторая кинематическая группа — движения подачи Ф$ (П3В4) состоит
из внутренней цепи с гитарой iy (называемой цепью дифференциала),
связывающей перемещение долбяка вдоль образующей заготовки и вра-
щение заготовки, и цепи привода, идущей от двигателя через гитару
центральные колеса дифференциала, гитару ixt червячную передачу
и гитару fs; далее движение по внутренней цепи идет к вертикальному
ходовому винту и через гитару iy, водило (корпус) дифференциала, гита-
ру iK на шпиндель заготовки. Движение Ф3 — сложное с незамкнутой
траекторий и поэтому оно настраивается по всем пяти параметрам: на тра-
екторию — гитарой iy, на скорость и направление — гитарой на путь
и исходную точку — упорами, воздействующими на конечные выключа-
тели, включающие и выключающие соответствующие двигатели. Двига-
телем Д2 суппорт возвращают в исходное положение.
Кинематическая настройка станка производится по выведенным ниже
формулам.
Движение резания Ф1) (B±B2)
Уравнение баланса внутренней цепи деления
1	„апАп.п 130	22	22	22	1	22	19	*д
1 Об.	долбяка • 26	22  22 ‘ 22 ‘1 *1* ’	22	* 152	— гэаг	’
/ — 8 Zd
l*~~ $ ' гзаз ‘
(111,33)
Настройка движения на скорость
1440 (об! мин электродвигателя)^--23=--22“ -~22-130"
отсюда
'.«-fflT'	(Ш.34)
Движение подачи: Ф5 (П3В4)
Настройка движения на траекторию.
Уравнение кинематического баланса для цепи дифференциала
,	,	152	22	1	1	90	1	64	2 1Л т
1 об. заготовки--^--2-. —. —. —.10==Т мм
продольное перемещение долбяка,
где
sin р
Отсюда после подстановки найденного выше выражения для ix получаем
• — 127>3296 sin Р
~ тнгд
(III, 35)
568
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Настройка движения на скорость
152	22	4	2
1 об. заготовки»	10 мм вертикальное
1У	22 62	2U
перемещение долбяка.
Отсюда
Zs = se.	(111,36)
Так как в этом станке движение резания Фо (ВгВ2) состоит из двух
вращательных движений и является непрерывным, то по сравнению с зубо-
долбежными станками, у которых движение резания возвратно-посту-
пательное, станок мод. E3-13 имеет очень высокую производительность.
С другой стороны, из-за большого числа режущих кромок на режущем
инструменте при перекрестном расположении осей вращения долбяка
и заготовки процесс формообразования происходит не совсем правильно,
и точность нарезанных колес значительно ниже, чем при нарезании их на
зубодолбежном станке. Поэтому станки типа E3-13 используют для пред-
варительного (чернового) нарезания цилиндрических зубчатых колес.
Полуавтомат мод. ЕЗ-10А для точения зуборезным долбяком
цилиндрических червяков
Станок предназначен для нарезания обкаточным резцом (фиг. III, 53, а),
имеющим форму, сходную с зуборезным долбяком, однозаходные и много-
заходные червяки с наибольшим диаметром 100 мм, наибольшим шагом
витка 15 мм и наибольшей длиной 300 мм. z
Структура станка (фиг. III, 53, б) состоит из двух сложных кинемати-
ческих групп, осуществляющих два движения формообразования — дви-
жение резания Фи (SiS2) и винтовое движение подачи Ф5 (П3В4).
Внутренняя цепь группы движения резания идет от шпинделя резца
через гитару i0, центральные колеса дифференциала, гитару ix к шпин-
делю заготовки. Цепь привода — от двигателя Дг через клиноременную
передачу, гитару iv, цилиндрические зубчатые колеса до вала iv, которым
присоединяется цепь привода к внутренней цепи.
Внутренняя цепь группы подачи связывает ходовой винт с заготовкой
через гитару iy, червячную передачу , корпус дифференциала и гита-
ру ix. Цепь привода к последней передает движение от двигателя Д2
через ременную передачу, гитару- iv, цилиндрические зубчатые передачи,
гитару 1Х, червячную передачу , гитару подачи is к реверсу с кониче-
скими колесами z = 36, z = 72, которыми и присоединяется цепь при-
вода к внутренней цепи.
Станок имеет два реверса. Они расположены во внутренних цепях групп
резания и подачи и позволяют нарезать на станке как правые, так и левые
червяки.
Для быстрого перемещения суппорта ходовой винт приводится во вра-
щение от отдельного электродвигателя Д2> который может быть включен
36
только после установки реверса в нейтральное положение.
Верхняя часть суппорта сделана поворотной для установки резца на
глубину резания и для отвода его в конце продольного хода. Отвод резца
от обрабатываемой детали производится автоматически — копиром.
СТРУКТУРА СТАНКОВ С ЗУБОРЕЗНЫМ ДОЛБЯКОМ
569
Кинематическая настройка станка определяется следующими расчет-
ными перемещениями, уравнениями кинематического баланса и форму-
лами настройки.
Фиг. III, 53. Кинематическая схема полуавтомата мод. ЕЗ-10А (завода «Комсомолец»)
для точения зуборезным долбяком цилиндрических червяков (структура класса С24).
Для определения гитар ix и i0.
1 об. обкаточного резцаоб. заготовки;
-	30	1	26 1 . __
2	Г;
и
(Ш.г?)
где zp — число зубьев на резце;
k — число заходов на нарезаемом червяке.
Здесь в одной цепи располагаются две гитары ix и i0. Гитара 1О —
с постоянными осями, и набор сменных колес для нее невелик. Гитара ix
имеет больший набор сменных колес, но этот набор недостаточен для всех
возможных значений гитары ix. Это связано с тем, что при очень больших
нагрузках, передаваемых через гитару ix, она не может иметь передвиж-
ной оси. Но так как нужно обеспечить довольно много различных значе-
ний ix, то эта гитара выполнена с переставной промежуточной осью.
В пространстве между ведущей и ведомой осями гитары в стенке станины
станка сделаны отверстия с резьбой. В них ввертывается промежуточная
ось гитары. Такая конструкция гитары позволяет передавать через нее
большие нагрузки и допускает большое число настроек. Все же этих
настроек не хватает, и поэтому в цепи деления установлена гитара i0.
570
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Гитара скорости резания iv.
1Л,Л НО .	25	24 , .
1440 • -gio-. . —.—. 1.	= пзаг об/мин заготовки;
? __ кКзаг
v ~ \2i0Zp '
(III, 38)
Гитара дифференциала iy может быть определена по двум равноцен-
ным вариантам.
Первый вариант
1 об. заготовки Т мм продольное перемещение резца,
где Т — ход винтовой линии нарезаемого червяка в мм
J_______1___90	_1___36	18	18
ix ' 2	1	‘ iy	' 72	’ 36	36
2025
у 4n.mi0Zp
Второй вариант
1 об. резца -> лтХр мм продольное перемещение резца
30____1__26	1	90	1	36	18	18 д _
2	' i0	* 26	’ 2	1	’ iy ’ 72	‘ 36 ’ 36 ‘° ~ ятгР’
2025
1„ = ~л------
у 4n.miozp
(Ш,39)
(Ш,40)
Гитара подач is
1 об. заготовки -> s мм продольное перемещение резца;
1	2	.	36	18	18 а	.	64 /ттт
32 **s‘ 72 ‘ 36	36 ’6 —s>	3 S* (Ш,41)
Станки типа ЕЗ-10А из-за сложности режущего инструмента приме-
няются в крупносерийном и массовом производствах.
§ 5. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ КОЛЕС
Боковая поверхность зубьев при окончательной отделке их образуется
теми же методами, что и нарезание зубьев, но другими режущими инстру-
ментами.
К числу зубоотделочных станков относятся прежде всего зубошлифо-
вальные станки. Наибольшее распространение получили станки с диско-
вым профильным шлифовальным кругом, работающие по методу копиро-
вания формы производящего контура режущего инструмента, и станки
с дисковым шлифовальным кругом прямолинейного профиля, работаю-
щие по методу обката. В 1940 г. инж. Васильчуком был предложен произ-
водительный метод шлифования зубьев цилиндрических колес червяч-
ным шлифовальным кругом по методу, соответствующему методу нареза-
ния зубчатых колес червячной фрезой. В отношении кинематической струк-
туры все зубошлифовальные станки незначительно отличаются от зубо-
резных станков, работающих по тому же методу. Они отличаются кон-
струкцией, которая должна обеспечивать получение колес более высокой
точности, и наличием дополнительной кинематической группы формообра-
зования — для правки шлифовального круга.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
571
Зубошлифовальный станок мод. 584М
На станке (фиг. III, 54) можно шлифовать цилиндрические колеса
с прямым и с винтовым зубом диаметром от 60 до 500 мм и модулем от 2 до
10 мм. Шлифуют дисковым кругом диаметром 260 мм с прямолинейным
режущим контуром, представляющим собой зуб рейки.
Прямые зубья колес шлифуют следующим образом.
Быстро вращающийся круг получает еще и прямолинейное перемеще-
ние вдоль зуба. Одновременно заготовка перекатывается относительно
круга — так же, как и при качении реечного колеса по рейке — до тех
пор, пока шлифуемый зуб не выйдет из соприкосновения с кругом. После
этого стойка отходит в сторону, круг выводится из впадины зуба, а стол
вместе с вращающейся заготовкой возвращается в исходное положение.
Поэтому эвольвентный профиль зуба образуется методом обката, а форма
зуба по длине — методом касания. Следовательно, для шлифования боко-
вой поверхности зуба потребуется три движения формообразования: дви-
жение резания Фо (Вг), движение продольной подачи Ф51 (П2) и движе-
ние обката <£>s2(B3/74). Кроме трех движений, нужны движение деле-
ния Д (В5) и движение радиального врезания Врг (П6). Таким образом,
основная часть станка состоит из пяти кинематических групп, не считая
групп вспомогательных движений.
Группа движения резания Ф„ (Вх) — простая. Ее внутренняя связь
состоит из кинематической вращательной пары между шпинделем Шли-
фовального круга и ползуном, а внешняя связь — из одной ременной пере-
дачи между кругом и двигателем Дъ установленным тоже на ползуне.
Шлифовальный круг вращается с постоянным числом оборотов — 2200
в минуту.
Группа движения продольной подачи Фв1(/72) также простая. Посту-
пательная кинематическая пара в виде прямолинейных направляющих
на ползуне и передней стойке составляет внутреннюю связь. Внешняя
связь, размещенная в передней стойке, передает движение от двигателя Д2
к кривошипно-шатунной передаче и к ползуну. Движение Ф31 (П2) — про-
стое с незамкнутой траекторией, и поэтому оно настраивается по четырем
параметрам: по скорости—коробкой скоростей isl на восемь ступеней,
обеспечивающей движение ползуна от 34 до 268 де. ход/мин; по пути —
изменением радиуса кривошипа через ходовой винт с шагом == 1,5 мм;
на начало движения — изменением положения ползуна относительно ша-
туна, через ходовой винт /2 = 5 мм; по направлению — самим кривошип-
ным диском.
Группа движения обкатаФ52 (В3П4) — сложная. Ее внутренняя связь
состоит из одной кинематической цепи между круглым и прямоугольным
столами, связывая между собой их элементарные движения В3 и /74.
Состав ее следующий: движение В3~> червячная передача ~ -> гитара деле-
ния 1у-> цилиндрические колеса 20, 80, 80, 50-> специальный реверс,
состоящий из передвижного ведущего цилиндрического колеса z = 22,
составного колеса и ведомого цилиндрического колеса z = 22 гитара
обката ходовой винт с шагом 5л-сдвижение /74.
Внешняя связь передает движение от отдельного двигателя Д3 во вну-
треннюю связь через зубчатое колесо z = 42, расположенное на валу II.
Состав этой связи следующий: Д3конические колеса 11, 33 цилинд-
рические колеса 25, 38 и передвижной блок i0 колес 55, 42-> гитара по-
дач ts2, цилиндрические колеса 33, 86->муфта Мг цилиндрические колеса
46, 65, 42 и 42. Последнее цилиндрическое колесо z = 42 является точкой
Специальный
реверс
Z21O
Прямоугольный
стол
z 150(125)
R z12
Шлифовальный^: г
круг
Механизм
^правки круга
Ползун
z 16Л J	20	_____________
z60 „ ।
Диск механизма
— ?2W
N^O,12K8m
п^2160об/мин
Штанги_____
механизма правка
Z150
Ползун штанг
z4
1 I l LH
ТПв
ZlJL
ГП1
z80
XIY
^ЬЛТГТг-»
Гитара деления 1#\Гитара подач 15г
Цилиндр мурть\	f*
ускоренного хода	^|7г
Г	х
\z50	Л
J. Барабан цикла
YB 4
Z42
а
XI
М=1квт
nf-2800об/мин	I
/Г	Привод '
, 1/1,5пр. 2 2О^^механизмо[
правки
Лиек
механизма
правки
Коробка
скоростей,
ползуна
Z84'' -i
234

Передняя стойка

z52.
= 1,7 квт
п = 1420 об/мин	л
Станина
zl2
^Составное колесо
* Z22 t
~\z76

Круглый
стол
Z80
Барабс
Z210 235-
Па 180 К6
1зах jt3-5n
а
pt, J-L . 233
fc>
хш

~T" *'~i
Гитара обкатки ix
Н*1,7квгп
п*1430об/мин
Винт
Электромагнит 33 п
& 'счетчик циклов
Барабан врезания
It N=lK5m
Kjjl n=900 об/мин
1П8
Фиг. III, 54. Кинематическая схема зубошлифовального станка
мод. 584М (завода «Станкоконструкция» ЭНИМС) для цилиндриче-
ских к<>.1кч* (структура класса К34).
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
573
присоединения внешней связи к внутренней. От него движение пойдет
к круглому столу и одновременно к ходовому винту с шагом /3 = 5л.
Движение Ф5 2 (В3П4) — сложное с незамкнутой траекторией и поэтому
должно настраиваться по всем пяти параметрам. Настройка на траекторию
осуществляется гитарой обката ix, а на скорость — гитарой подачи fs2.
Направление движения обката по технологическим соображениям не ме-
няется. Путь движения обката изменяется перестановкой упоров, воздей-
ствующих на путевые выключатели 6ПВ и 1ПВ. Нужное исходное поло-
жение прямоугольного стола устанавливается вращением вручную чер-
вячной передачи и гайки на ходовом винте с шагом t3 = 5л.
Группа движения деления Д (В5) — простая, с внутренней связью
в виде одной вращательной кинематической пары между валом круглого
стола и прямоугольным столом. Внешняя связь получает движение также
от двигателя Д3 группы подачи </>s2 и передает ее круглому столу через
нижнюю связь группы подачи 0s2, частично через внутреннюю связь
этой же группы.
Движение Д (В5) — простое, с незамкнутой траекторией, и должно
настраиваться по четырем параметрам, но как и всякое движение деле-
ния оно настраивается только по одному параметру — по пути — через
гитару деления iy. Круглый стол принадлежит сразу двум группам —
деления и обката — и соединение их, как известно, возможно тремя спо-
собами. Во внутренней связи группы обката располагается специальный
реверс в виде составного колеса, следовательно, в этом станке применен
смешанный способ соединения. Это значит, что при шлифовании зуба
процессы профилирования и деления сначала происходят одновременно,
а затем отдельно.
После окончания шлифования зуба передняя стойка с кругом отво-
дится барабаном врезания, а специальный реверс изменяет направление
движения прямоугольного стола на обратное, не изменяя направление
вращения круглого стола. Следовательно, в этот момент движение обка-
та (В3774) прекращается и движение В3 становится движением деления В5,
а движение П4 заменяется вспомогательным движением П19 возвращающим
прямоугольный стол в исходное положение. За время шлифования и воз-
вращения стола заготовка повернется на несколько зубьев zh причем
для деления на заданное число зубьев гзаг, нужно, чтобы числа и гзаг не
имели общих множителей. В этом станке должно быть zz > 7 и притом
таким, чтобы длина хода прямоугольного стола была достаточной для
шлифования профиля полностью. Число определяется по формуле,
указываемой в руководстве:к станку.
Группа движения радиального врезания Bpt (/7в) — простая. Ее вну-
тренняя связь состоит лз одной кинематической поступательной пары
между передней стойкой и станиной станка. Передняя стойка приводится
в движение в радиальном направлении от двигателя Д3 через следующую
внешнюю связь: Д3-> конические колеса 11, 33-> цилиндрические колеса
25, 38 и зубчатый блок i0~> гитара подач Zs2~> цилиндрические колеса
33, 86, 46, 74, 65-> червячная передача 2, 80-> барабан врезания-> шток
передней стойки с ходовым винтом /4 = 8 мм. Движение настраивается
только по двум параметрам: по пути и на исходную точку. По пути—через
барабан управления, имеющий на своем торце ряд выступов. Для на-
стройки на исходное положение передняя стойка со штоком связана через
винт /4 = 8 мм и вращающуюся гайку.
Кроме рассмотренных кинематических групп, в станке имеется еще
ряд других групп. В частности, в нем, как и во всяком другом
574
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
шлифовальном станке, имеется группа правки шлифовального круга.
Правка может производиться вручную и автоматически. Для этого имеется
привод механизма правки, в котором предусмотрено создание не только
движения самой правки, но и движение компенсации износа круга через
храповой механизм и ходовой винт с шагом /5 = 1,5 мм.
Управлять станком можно в трех режимах: автоматическом, полуавто-
матическом и наладочном.
В автоматическом режиме управления станок работает следующим
образом.
После пуска станка и окончания шлифования одного зуба упор, уста-
новленный на барабане цикла, нажимает на путевой выключатель 1ПВ
(фиг. III, 54), включает электромагнит 2Э пилота муфты быстрого
(ускоренного) хода стола. После того как барабан врезания отведет перед-
нюю стойку с шлифовальным кругом от заготовки, прямоугольный стол
от специального реверса с составным колесом начнет быстро двигаться
назад, при вращающемся в том же направлении круглом столе. После
возвращения прямоугольного стола в исходное положение закончится
один делительный цикл, и заготовка повернется на заданное число
зубьев Zi. Отходя назад, передняя стойка нажимает на путевой выключа-
тель 4ПВ. Если в конце обратного хода прямоугольного стола путевой
выключатель 6ПВ выключится, а муфта быстрого хода Мх переключится
на медленный рабочий ход, то путевой выключатель 2ПВ муфты тоже вы-
ключится, и начнется цикл шлифования следующего зуба. Если по каким-
либо причинам муфта быстрого хода не переключит станок на рабочий
ход, то путевой выключатель ПВ4 выключит двигатели продольного пере-
мещения ползуна Д2 и обката Д3.
После того как будут прошлифованы все зубья в первом проходе,
счетчик циклов, налаженный на заданное число зубьев гзаг, нажимает
на путевой выключатель ЗПВ. Электромагнит ЗЭМ установит счетчик
циклов на нуль, а электромагнит 1ЭМ поставит анкерный рычаг так, что
барабан управления, с помощью гидроцилиндра, рейки и реечного колеса
z == 20 сможет повернуться и занять новое положение.
На периферии барабана управления установлены три ряда сменных
упоров, воздействующих на путевые выключатели 9ПВ, 8ПВ
и 5ПВ.
Упоры расставляются на барабане по заранее составленной программе
управления на данное шлифуемое колесо. Если при повороте барабана
упор третьего ряда нажмет на путевой выключатель 5ПВ, то начнется
шлифование зубьев на новой глубине. Если упор второго ряда нажмет
на путевой выключатель 8ПВ, то произойдет правка круга, после оконча-
ния которой путевой выключатель 7ПВ, помещенный в механизме при-
вода правки, выключит механизм правки и включит станок на дальнейшую
обработку. Если упор первого ряда нажмет на путевой выключатель 9ПВ.
последний даст команду на окончание всего цикла шлифования и установку
барабана управления в исходное положение для возможности шлифова-
ния следующей заготовки.
При полуавтоматическом режиме обработки станок будет останавли-
ваться после одного прохода всех зубьев при постоянной глубине шли-
фования. Для шлифования заготовки на новой глубине нужна команда
рабочего.	•
При наладочном режиме всеми механизмами управляет рабочий.
Переход от одного режима к другому производится через специальный
электропереключатель.
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
575
При шлифовании колес с винтовым зубом положение продольного дви-
жения ползуна вдоль зуба устанавливается под углом наклона зуба Р
к оси заготовки. При таком положении хода ползуна винтовая линия по
длине зуба получается методом касания при наклонном движении пол-
зуна 0si и движении обката <Z>s2. Так как винтовая линия может разверты-
ваться на плоскость, то при шлифовании колес с винтовым зубом не тре-
буется согласования продольного движения ползуна с вращением заго-
товки, как это необходимо при нарезании косозубых колес червячной
фрезой, если последняя перемещается параллельно оси заготовки. Поэтому
зубошлифовальные станки с наклонным ползуном дифференциала не
имеют.
Произведем теперь кинематическую настройку станка.
В станке имеются три гитары iy, ix и ts2, и поэтому придется составить
три расчетные кинематические цепи.
1.	Цель деления с гитарой iy.
Делительный цикл происходит за один оборот барабана цикла, следо-
вательно, расчетные перемещения будут
1 об. барабана цикла -> —— об. заготовки.
гзаг
Составляем уравнение кинематического баланса
1 .Зв 65	42 .	1	_ zi
Ь 2 "бГ'_4Ги«’-8(Г “
откуда
=	(Ш.42)
*заг
2.	Цепь профилирования (обката) с гитарой ix.
Расчетные перемещения
1 об. заготовок -> лт5гзаг перемещение прямоугольного стола в мм.
Уравнение кинематического баланса
. 80	1	20	22	210 .
,,_Т"77”50_‘_2Ю'’ 22 •^•5я “
2z(
где =
гзаг
формула настройки
'	(Ш.43)
3.	Цепь подач с гитарой is 2.
В зубошлифовальных станках, шлифующих колеса дисковым обкаточ-
ным шлифовальным кругом, применяется цикловая подача, как время
обработки одного зуба в секундах Один зуб шлифуется за один оборот
барабана цикла. Поэтому расчетные перемещения будут
1 об. барабана цикла->—tu об. двигателя.
576
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Фиг. III, 55. Схема движения в зубо-
шлифовальном станке с червячным
кругом мод. 5А833.
Уравнение кинематического баланса
,	* *	'	82	65	86	1	1	33	1430 .
1 об. барабана цикла • — •	= -gg- /ц.
Формула настройки
.	19
iot4 •
Зубошлифовальный станок мод. 5А833
На станке можно шлифовать цилиндрические зубчатые колеса с пря-
мым и с винтовым зубом диаметром до 320 мм и модулем до 5 мм.
Так как в червячном шлифовальном круге (фиг. III, 55), так же, как
и в червячной фрезе, профиль червячной нарезки соответствует профилю
зубьев исходной рейки, то движение резания Фу, как движение формообра-
зования профиля шлифуемого зуба, будет сложным — Фь (ВГВ^. Это дви-
жение такое же, как и движение скорости резания в зубофрезерном станке.
Винтовая форма зуба по длине при
шлифовании косозубых колес в этом
станке получается вследствие наклона
под углом р направляющих (Р — угол
наклона зуба шлифуемого колеса), по
которым перемещается суппорт вместе
с заготовкой. В этом станке также исполь-
зовано свойство линейчатой боковой по-
верхности зуба развертываться на пло-
скость, как и в станке мод. 584М. Если
заготовку медленно перемещать движе-
нием подачи <£>s (/73) (фиг. III, 55) вдоль
боковой поверхности зуба иод углом р
к образующей цилиндра, то при одновре-
менном быстром движении обката Фи (BxBj
боковая поверхность зуба будет винтовой.
' Кроме этих движений формообразова-
ния, в станке имеется еще два исполни-
тельных движения (фиг. III, 56): движе-
ние радиального врезания Вр (/74) и сложное движение формообразо-
вания круга Фк (ПЪВЪ), где П4 — радиальное перемещение шлифоваль-
ного круга, П- — продольное перемещение алмаза (или накатника).
В6 — вращение шлифовального круга. Следовательно, основная часть
станка осуществляет четыре исполнительных движения: <3\, Ф5, Вр и Ф4
и поэтому состоит из четырех отдельных кинематических групп (вспомо-
гательные движения не рассматриваем).
Внутренняя связь между шпинделями круга и заготовки кинематиче-
ской группы движения резания Фо — механическая и имеет четыре зубча-
тые передачи с параллельными осями, три с перекрестными и одну червяч-
ную передачу с многозаходным червяком. От качества работы этой цепи
зависит в основном точность шлифуемого колеса, но такую длинную и
к тому же очень быстроходную цепь трудно довести до высокой точности,
а затем и поддерживать эту точность во время эксплуатации станкь
в обычных цеховых условиях.
Для лучшего обеспечения плавности работы цепи к шпинделю заготовки
присоединен тормозной насос. Внешняя связь группы движения Фо —
очень простая; она приводится от двигателя Д19
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
577
Фиг. III, 56. Кинематическая схема зубошлифовального станка с червячным кругом
мод. 5А833 завода «Комсомолец» (структура класса К23).
37 Ачеркан 159
578
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Кинематическая группа движения подачи Ф5 (П3) — простая и при-
водится от того же двигателя Дх через внутреннюю связь первой кине-
матической группы от червячной передачи
Кинематическая группа, создающая движение Фк для правки круга,
состоит из внутренней кинематической связи между суппортом накатника
и шпинделем шлифовального круга через гитару iy. Ее внешняя связь
приводится от двигателя Д2 через зубчатую коробку скоростей i0.
В кинематической группе радиального врезания использован гидравли-
ческий привод Цг. Дифференциала в станке нет.
Произведем кинематическую настройку станка.
1.	Цепь образования профиля зуба (она же — делительная цепь)
1	об. шлифовального круга	—5— об. заготовки
гзаг
1	92 13 •	13 90	13	122	3 __ 1
*	’ 92- ‘ 13 '1х' 13 ' 90 ‘ 13	122 ’ 48 ~ гзаг ’
отсюда
=	(Ш, 44)
сзаг
2.	Цепь продольной подачи
1 об. заготовки snp мм продольное перемещение заготовки
1 48	122	13	90	13	1	40 .	2 ~ _
3	122 ’ 13 ’ 90 * 13 * 24 * 40 'ts' 24
отсюда
is = 3snp.	(III,45i
3.	Цепь образования винтовой нарезки на шлифовальном круге
1 об. шлифовального круга м т мм продольное перемещение накатника
ч
где т — шаг винтовой линии на червячном шлифовальном круге.
. 92	13 . 26 о _ _ тнл
92 ‘ 13 ’52 ’d ~ Т ~ cos р ’
здесь р — угол подъема винтовой нарезки на шлифовальном круге.
тн — нормальный модуль шлифуемого зуба в мм.
Формула настройки
Так как при большом диаметре круга (500 мм) угол Р мал, то cos Р 1
и для настройки можно пользоваться формулой
=	(Ш,-Г
4.	Цепь скорости вращения круга при правке
QQn 1	.	13	92
930- 27 'to' 13 ‘ 92	П<”
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
579
откуда
(Ш,48)
5.	Цепь радиального врезания.
За каждый продольный ход суппорта заготовки стойка заготовки
получает автоматическое радиальное перемещение от гидроцилиндра Цх
через храповую передачу с zxp = 47, червячную передачу и кулак Ki
радиального перемещения заготовки. Быстрый отвод заготовки от круга
осуществляется от гидроцилиндра Ц2. Предусмотрены ручное продольное
и радиальное перемещения заготовки.
Шлифование колес с модулем т < 0,8 мм производится без предвари-
тельного прорезания зубьев.
Зубошлифовальный полуавтомат мод. 586
Станок (фиг. III, 57) предназначен для шлифования профильным кру-
гом цилиндрических прямозубых колес диаметром до 800 мм и модулем
до 12 мм.
Для шлифования прямого зуба дисковым профильным кругом потре-
буются движение скорости резания (BJ, движение продольной по-
дачи Ф3 (П2), движение деления Д (В3) и движение вертикального вреза-
ния Вр (/74) (на фигуре движение /74 не показано). Два последних движе-
ния совершает заготовка. Кроме этих движений, нужны движения вспомо-
гательные и управления; они будут рассмотрены ниже.
Основная часть структуры станка, создающая движения формообра-
зования, деления и врезания, состоит из четырех кинематических групп.
Группа движения скорости резания Фг) (Вх) — простая. Состоит она
из внутренней связи в виде одной кинематической вращательной пары
между шпинделем круга и шлифовальной бабкой и внешней связи — ремен-
ной передачи между двигателем Д± и шпинделем круга. Органов настройки
в группе нет.
Группа движения продольной подачи Ф5 (П2) также простая. Ее вну-
тренняя связь состоит из одной поступательной кинематической пары
между шлифовальной бабкой и станиной. Группа имеет отдельный гидро-
двигатель 1\. Движение настраивается по четырем параметрам (путь,
скорость, направление и исходная точка) через гидропульт.
Группа движения деления Д (В3) также простая, и ее внутренняя
связь состоит из одной кинематической вращательной пары между шпин-
делем заготовки и корпусом передней бабки. Внешняя связь состоит из
ряда зубчатых колес гитары ix и кулачковой муфты расположенных
между шпинделем заготовки и двигателем Д2. В эту же связь входит и
цепь с гитарой io между делительной втулкой 5 и диском времени 9. Дви-
жение деления Д(В3)— периодическое, и отсчет его происходит следую-
щим образом.
Движение от двигателя Д2 непрерывно поступает на ведущий диск 1
кулачковой муфты Мг. Ведомый диск 2 этой муфты несет на себе четырех-
зубый храповик 3, который может сцепляться с собачкой 4, шарнирно
посаженной в прорези делительной втулки 5. Последняя имеет два дели-
тельных диска 6а и 66, с одним пазом в каждом из них. Два фиксатора 7
и 8 входят в эти пазы, замыкают враспор два эти диска, и делительная
втулка 5 становится неподвижной. В это время собачка 4 не сцепляется
с храповиком 3, так как фиксатор 8 держит ее в отведенном положении.
37*
d =350
8
6a
Рейка,
120
о
BudA
г 18
zl
Копир
Барабан
цикла
Ж
1415161118 13 20 21
IJtlO об
2850 '
Z15
& 25
Z3
Z12
Д Барабан
□ цикла
laxnivn
КИТ
121
z32
Тормоз
Шпимшь заготовки
п3-1400 об/мин
Kj~OJ2 к8т
Jl24
2 4^ J42
^ъ/lyj
116
Z48
Z24
Ai
п^ЮЗО
об/мин
К^/кбт

86
3 .
use

12
Рейка
т*3
22
11
184


112
148
74
]
]
]
30*29
[1150
Z24

Пантограф 3'1
Алмазы
H •
Кулак
8резания
if
z30
ill

is
[
21
Фиг. Ill, 57. Кинематическая
схема зубошлифовального
полуавтомата мод. 586 Мос-
ковского станкостроитель-
ного завода — МСЗ (струк-
тура класса ЭЗЗ).
АНАЛИЗ СХЕМ. СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМ
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУВОШЛИФОВАЛЬНЫX СТАНКОВ
581
Фиксатор 8 замыкает не только диск 66, но и одновременно диск времени 9,
свободно сидящий на делительной втулке 5 и приводимый во вращение
через гитару i0. Под действием гидродвигателя Г2 фиксатор 8 может пово-
рачиваться и выходить из зацепления с дисками 66 и 9.
Когда салазки шлифовальной бабки вместе с шлифовальным кругом
выйдут из зоны резания, специальные упоры, размещенные на них, вклю-
чат гидродвигатель Г2, который повернет фиксатор 5. Последний выйдет
из зацепления с дисками 6а и 9 и сцепит собачку 4 с вращающимся хра-
повиком 3. Начнут вращаться делительные диски 6а, 66, 9 и заготовка.
Когда диск времени 9 сделает один полный оборот, делительный диск 66
повернется, в зависимости от настройки гитары времени i0, на один,
два, четыре и шесть оборотов, и так как в это время его паз будет нахо-
диться в одной плоскости с пазом диска времени 9, то фиксатор замкнет
оба эти диска, выключит собачку 4, и делительные диски остановятся,
1	к
делительный цикл закончится, заготовка повернется на — часть оборота,
и появится возможность шлифовать следующий зуб.
Чтобы фиксаторы 7 и 8 не могли занять произвольное положение, они
в свою очередь фиксируются подпружиненными сухарями 10 и 11.
Время деления можно выбирать в пределах 0,2—4 сек в зависимости
от числа шлифуемых зубьев; при самых малых числах зубьев время
берется максимальным. Настройка движения деления на скорость через
отдельную гитару времени i0 применяется довольно редко и только в пре-
цизионных станках, в частности в крупных зубошлифовальных станках.
Она способствует более точной и надежной работе механизма деления при
шлифовании заготовок с разным числом зубьев. Если гидродвигатель
не выключать, то можно шпиндель заготовки вращать непрерывно — такое
вращение нужно во время наладки для выверки заготовки на радиальное
биение; при этом электродвигатель Д2 переключается на более быстрое
вращение, на 2850 об!мин.
Шпиндель заготовки можно вращать и вручную, для получения равно-
мерного припуска по обоим профилям. Для этого вращают рукоятку 25
15
и передают движение через депную передачу yg- ходовому винту с шагом
t2 — 2 мм. Этот винт перемещает ползушку, которая, в свою очередь,
перемещает червяк червячной передачи y^g- передней бабки. Осевое пере-
мещение червяка сообщает вращение червячному колесу. Чтобы деление
происходило плавно, без толчков, на делительном червячном колесе z =
= 180 установлен постоянно действующий тормоз.
Кинематическая группа движения вертикального врезания Вр (774)
(на схеме движение Л4 не показано, так как оно происходит перпенди-
кулярно плоскости схемы) — простая, но она имеет несколько приводов.
Движение /74 совершает бабка изделия вместе с жестко закрепленной на
ней рейкой 12.
Если это движение должно происходить автоматически, то его произ-
водит гидродвигатель Г3, связанный реечной передачей (реечная шестерня
z = 18) с валом барабана цикла. Гидродвигатель Г3 находится все время
под давлением и пытается повернуть барабан цикла, но этому препятст-
вует анкерный механизм, состоящий из рычагов 13, 14, 18 и 20 и упоров
на барабане в рядах I и V. Все рычаги от 13 до 20 жестко сидят на валу 21.
Если гидродвигатель Г4 или электромагнит Э± повернуть рычагом 13,
то рычаг 14 отойдет от упоров I ряда и барабан цикла под действием
582
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
гидродвигателя Г3 будет поворачиваться до тех пор, пока рычаг 18 не
упрется в упор V ряда.
Вместе с барабаном цикла повернется и кулак врезания. Последний
в зависимости от кривой на кулаке (их всего 18) переместит корпус 22
1
механизма врезания, а вместе с ним и червяк червячной передачи -gj-.
От осевого смещения червяка повернутся червячное z = 64 и реечное
колесо z = 27 и переместится рейка 12, а с ней и бабка с заготовкой на
заданную величину для снятия припуска в черновом (участки 1—11
на кулаке врезания) или чистовом режимах (участки 12—15) или в режиме
выхаживания (участки 16- -17). Если лифование ведется вручную, то
вращение рукоятки 23 передается черев планетарную передачу с колеса-
12	12	1
ми ------и червячную передачу к реечному колесу z = 27. Если
требуется быстро установить бабку в нужное положение, то вращают
рукоятку 24, предварительно расцепив зубчатые колеса 12 и 48. Тогда
вместе с рукояткой 24 будет вращаться и червячная передача -g-p.
Так как профиль шлифуемого зуба получается методом копирования
профиля дискового шлифовального круга, то на станке имеется три меха-
низма правки круга: пантографы для боковой правки с масштабом правки
3 : 1 и 6 : 1 (на схеме показан только пантограф 3 : 1) и механизм пери-
ферийной правки (на схеме не показан). Пантограф 3:1с гидравлическим
приводом построен по обычной схеме и применяется для зубьев большого
модуля. Так как правка круга происходит за несколько проходов, то шли-
фовальная бабка имеет вертикальное перемещение от ходового винта
с шагом tr — 6 мм. Это перемещение происходит автоматически. При
продольном перемещении салазок шлифовальной бабки, когда она на-
ходится в зоне правки, штифт 26 находит на выдвижной упор 27 и, пере-
мещаясь при этом вверх, толкает также вверх рейку 28. Последняя вра-
щает реечное колесо z = 24 и зубчатый сектор z — 24, несущий на себе
собачку. Последняя поворачивает храповик z = 150, и далее вращение
21	21
через конические колеса	передается вертикальному ходовому
винту с шагом t2 = 6 мм. Передвижным козырьком 30, установленным
над храповым колесом z — 150, регулируют число зубьев, захватываемых
собачкой за одно ее качание, и, следовательно, величину вертикального
перемещения шлифовального круга. Вертикальное перемещение шли-
фовальной бабки можно установить вручную от вала 29.
Управление полуавтоматом.— электрогидромеханическое. Станок
может работать в наладочном и в замкнутом автоматическом циклах.
В последнем случае управление станком происходит от барабана цикла.
На нем размещаются четыре пояса регулируемых упоров (они могут вверты-
ваться и вывертываться из барабана) с максимальным числом 18 и два
ряда (V и VI) — с постоянными упорами. С правой стороны барабана
на его валу свободно посажено червячное колесо z = 36, на торце кото-
рого имеется упор 30, который через рычаг 31 воздействует на конечный
выключатель КВ и дает команду на возвращение барабана цикла в исход-
ное положение. Вращением червяка z = 2 этот упор можно установить
на начало цикла с любого вида обработки — чернового, чистового и выха-
живания.
После установки ряда электрических устройств в положение «замкну-
того автоматического цикла» и нажатия кнопки «пуск цикла» начи-
нается черновое шлифование зубьев, при котором за несколько про-
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
583
ходов при нескольких вертикальных перемещениях заготовки шли-
фуется один зуб, пока не будет снят заданный припуск на черно-
вое шлифование. После этого происходит поворот заготовки на следующий
зуб, а барабан цикла устанавливается в исходное положение. При черно-
вом шлифовании автоматически устанавливается укороченный продоль-
ный ход шлифовальной бабки с наибольшей возможной скоростью. После
окончания чернового шлифования круг выводится упорами IV ряда на
правку, а упорами V ряда станок подготовляется к переходу на чистовую
обработку, когда длина продольного хода салазок увеличивается, а ско-
рость уменьшается. Изменяется и порядок шлифования зубьев: здесь при-
пуск на чистовое шлифование снимается не сразу с каждого зуба, как это
было при черновой обработке, а последовательно со всех зубьев.
Следовательно, деление будет происходить после каждого двойного хода
салазок шлифовального круга, а вертикальное перемещение шлифоваль-
ной бабки — только после полного оборота заготовки.
,На станке возможен и частично автоматизированный цикл, когда чер-
новая обработка ведется на автоматизированном цикле, а чистовая обра-
ботка вручную, на наладочном цикле.
В станке настраиваются две гитары ix и i0. Выведем формулы их на-
стройки.
Гитара деления ix.
Расчетные перемещения
k оборотов делительного диска 66°®- заготовки.
Уравнение кинематического баланса
откуда формула настройки
=	(111,49)
ч
Гитара времени настройки i0.
Расчетные перемещения
1 об. диска времени 9 -> А об. делительного диска 66.
Уравнение кинематического баланса
ь-ж-—=
40 i0
и формула настройки
»0 = 4-	(Ш, 49а)
Возможные числа оборотов делительного диска за делительный цикл:
= 1; Л2 = 2; k3 = 4 и = 6.
Исходя из уравнения баланса цепи между двигателем Д2 и делитель-
ным диском 66, можно определить время t0 делительного цикла при раз-
личных величинах k.
1420	18	20 .	40	,1	.	48й
7бб----7Г,“8б~ио*-80' = а	и окончательно =
584
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
При kr — 1
при k2 = 2
при k3 = 4
при — 6
Минимальные
зубьев.
tr = 0,7 сек\
t2 == 1,4 сек\
t3 = 2,7 сек\
t± = 4,0 сек.
значения t0 принимаются для колес с большим числом
§ 6. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
Методы образования зубьев конических колес
В машиностроении применяют конические зубчатые колеса для пере-
дачи вращения между пересекающимися осями и гипоидные конические
колеса — для передачи вращения между скрещивающимися осями.
Из теории зацепления известно, что профили зубьев конических колес
представляют собой сферические кривые, следовательно, отличаются от
эвольвент — плоских кривых. Замена сферической поверхности, на кото-
рой должен строиться профиль зуба, касательной к ней конической по-
верхностью (дополнительным конусом) приводит к октоидальному зацеп-
лению, которое по форме близко к эвольвентному.
Форма зубьев конического колеса по длине может быть прямолинейной
(фиг. III, 58, а) или криволинейной, наклоненной к образующей началь-
ного конуса под углом Р (фиг. III, 58, б).
Расположение кривых, определяющих форму зуба по длине, на боко-
вой поверхности конуса сильно затрудняет в общем случае выяснение
закона образования их (кривые двоякой кривизны), что необходимо для
разработки способов профилирования зубьев и кинематики соответствую-
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
585
щих станков. Поэтому форму зуба конического колеса определяют обычно
формой зуба сопряженного плоского колеса. Оно представляет собой кони-
ческое колесо с углом при вершине начального конуса 2ф = 180°
(фиг. III, 58, в). Легко видеть, что плоское колесо (с зубьями на торце)
представляет собой круговую рейку. Она является предельным кониче-
ским колесом (2<р = 180°) в том же смысле, в каком прямолинейная зубча-
тая рейка представляет собой предельное цилиндрическое колесо с радиу-
сом 7? со.
На круговой рейке линии, определяющие форму зуба по длине, лежат
на плоскости и могут быть: прямой, дугой окружности, удлиненной эпи-
циклоидой или гипоциклоидой, удлиненной или укороченной эвольвен-
той и т. д.
Использование именно этих линий связано с тем, что их можно обра-
зовать с помощью комбинации простых равномерных движений — вра-
щательного и прямолинейного, которые на станках легче всего осущест-
вить.
Из криволинейных зубьев чаще всего применяют круговой или, как
его обычно называют, спиральный зуб с углом наклона 0 кривой в пре-
делах 30—40° (фиг. III, 58, г): такой зуб нарезается проще криволиней-
ных зубьев иных форм, к тому же его можно шлифовать. Конические
колеса как с круговыми, так и с криволинейными зубьями другой формы
можно применять не везде из-за больших осевых усилий, обусловленных
тем, что у таких зубьев 0 =j= 0.
В связи с этим были предложены варианты кругового зуба, обеспечи-
вающие уменьшение осевых усилий, например конические колеса «зерол»,
у которых угол спирали посередине зуба равен нулю (фиг. III, 58, д).
Однако они большого распространения не получили, так как имеют две
ветви кривого зуба — правую и левую. Это требует точной выверки пар-
ных колес для сопряжения их; во время работы под нагрузкой такие зубья
работают большей частью одной ветвью. Более совершенной формой зуба
является круговой зуб с углом наклона на малом диаметре колеса 0О % 0
(фиг. III, 58, е). Их осевое давление составляет всего примерно 10—15%
от осевого давления у конических колес с углом 0С = 35°.
Обычно спиральнозубые'конические колеса имеют, как и прямозубые,
уменьшающуюся по длине высоту зуба (фиг. III, 58, ж). Применяются,
однако, также конические колеса с зубьями постоянной высоты
(фиг. III, 58, з).
Конические колеса с внутренним зубом применения не получили, так
как преимуществ перед коническими колесами с наружным зацеплением
они не имеют, а изготовление их сложно.
Иногда профиль зуба конических колес срезают у головки, а прямой
зуб делают бочкообразным.
Пределы применяемых размеров конических колёс меньше, чем цилинд-
рических: диапазон диаметров 5—2000 мм, диапазон модулей 0,3—20 мм.
Форма профиля зуба подлине непостоянна. Боковая поверхность эволь-
вентного зуба, расположенного на конусе, представляет собой более
сложную геометрическую поверхность, чем у зубьев цилиндрических колес.
Поэтому не все методы нарезания цилиндрических зубчатых колес могут
быть использованы при обработке конических колес.
При обработке крупных прямозубых конических колес применяется,
хотя и редко, малопроизводительный способ двойного следа (совершенно
не применяемый для нарезания цилиндрических колес), при котором зуб
образуется остроконечными 'резцами 3 по копиру 5 (фиг. I II, 59, а).
586
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Метод копирования и касания для образования поверхности путем
нарезания зуба фасонной дисковой фрезой применяется лишь при пред-
варительной обработке зубьев. Использование этого метода для оконча-
тельной обработки зуба связано с большими трудностями, обусловленными
непостоянством формы профиля по длине зуба, и поэтому распространения
не получило.
В отличие от обоих предыдущих, метод следа и обката, или как его
называют короче, метод обката, широко используется в производстве
Фиг. Ш, 59 Методы образования зубьев на коническом колесе.
конических зубчатых колес. Как и при нарезании цилиндрического колеса,
за производящий контур принимают контур зуба рейки, в данном случае —
круговой (/ на фиг. III, 59, б)/точнее, используют впадину плоского про-
изводящего колеса, представленную прямолинейными режущими кром-
ками 4 двух резцов 3. Если производящим контурам 4 дать возвратно-по-
ступательное движение П1 по образующей конуса (фиг. III, 59, в) со ско-
ростью, равной скорости резания, а заготовку 2 с помощью двух взаимо-
связанных вращательных движений В2В3 медленно катить по плоскому
колесу /, то резцы нарежут на ней прямой зуб. Последовательные стадии
процесса образования зуба показаны на фиг. III, 59, г. Движение каче-
ния заготовки В 2В3 относительно плоского колеса осуществляется здесь
также двумя вращательными движениями — вращением В3 плоского
колеса с резцами и вращением В2 заготовки.
При осуществлении исполнительного движения качения отношение
угловых скоростей движений В2 и В3 остается постоянным и определяется
из отношения чисел зубьев нарезаемого г и плоского колеса В станках
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
587
для нарезания конических колес число гпл — величина переменная, зави-
сящая от числа зубьев z и угла <р при вершине конуса заготовки.
Из фиг. III, 60, а видно, что радиус плоского колеса RnA равняется
длине образующей начального конуса заготовки Л. Так как для различ-
Фиг. III, 60. Плоское производящее колесо.
ных нарезаемых на станке заготовок колес величина L различна, то можно
написать
%пл1 Д1»	“ ^2 T. Д.
Так как
т ________________ %заг __ т^заг я Р ________ ^^пл
~ sin ф 2 sin ф ’ ^ПА ~	2 ’
то
(III. 50)
Число зубьев плоского колеса можно определить и другим соотноше-
нием. Так как RnA = L == ]/~rf + г22 (фиг. III, 60, б) и
D __ mzrui „ _	~ _ mz2
*^пл 2’*1	2 ’	*2	2 ’
ТО
гпл = /zf + 4	(111,51)
где z± и г2 — числа зубьев нарезаемых сопряженных колес.
При «сопряжении» нарезаемой заготовки с плоским производящим
колесом станка, называемым люлькой станка, ось вращения ООГ заго-
товки (фиг. III, 60, в) составляет с плоскостью, перпендикулярной к оси
588
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
вращения 00 2 плоского колеса, угол ср (угол начального конуса). Напра-
вление движения резца составляет с этой же плоскостью угол у (угол ножки
зуба нарезаемого колеса). При одном и том же значении <р угол у изме-
няется в зависимости от модуля нарезаемого колеса. Следовательно,
люлька должна иметь поворотные направляющие для суппортов резца,
допускающие установку угла у, что приводит к усложнению конструкции
люльки; поэтому такие люльки (с плоским производящим колесом) при-
меняются в станках очень редко.
Для упрощения конструкции люльки (без поворотных направляющих
для суппортов) вместо плоского производящего колеса (фиг. III, 60, г —
верхний схематический рисунок) применяется плосковершинное произ-
водящее колесо (нижний рисунок на той же фигуре), у которого угол на-
чального конуса <рпЛ в = 90° — у. Люлька при этом имеет более простую
и жесткую конструкцию.
«Сопряжение» нарезаемой заготовки с плосковершинным колесом по-
казано на фиг. III, 60, д. Из треугольника ОаЬ следует
^пл. e = L COS Y
И
(111,52)
Как доказано Л. В. Коростелевым, конические колеса, нарезанные на
зуборезных станках с люлькой, представляющей плосковершинное произ-
водящее колесо, являются колесами не сопряженными. Получающиеся
искажения профиля зуба практически заметно влияют на работу кони-
ческой зубчатой передачи только в том случае, если зубья колес имеют
угол ножки зуба больше примерно 3°.
Кинематическая структура любого из зуборезных станков, нарезаю-
щих конические колеса по методу обката, как с прямым, так и с криволи-
нейным зубом, должна состоять из двух кинематических групп, а в неко-
торых случаях — из трех, с добавлением отдельной группы деления. Одна
группа обеспечивает формообразующее движение качения ВХВ2 заготовки
по плоскому колесу (фиг. III, 61, а). С помощью этого движения создается
не только профиль зуба, но также и форма зуба по длине, зависящая от
формы зуба на плоском колесе. Последнюю создает второе формообразую-
щее движение, называемое движением образования формы зуба по длине.
Первое движение условно назовем движением образования формы зуба
по профилю.
Во всех станках структура внутренней связи группы, создающей пер-
вое движение, одна и та же (фиг. III, 61, а), а структура внутренней связи
другой группы может быть простой, состоящей всего лишь из одной кине-
матической пары, обеспечивающей прямолинейное поступательное или
вращательное движение инструмента, или сложной — многозвенной, свя-
зывающей два подвижных исполнительных звена, совершающих элемен-
тарные движения, и создающей сложное движение инструмента относи-
тельно заготовки.
Если резцу, размещенному на люльке станка, сообщить прямолинейное
возвратно-поступательное движение по образующей конуса заготовки, то
на воображаемом плоском колесе и на нарезанном коническом колесе
получится прямой зуб. Если же это движение будет направлено под углом Р
к образующей начального конуса, то получится зуб, называемый танген-
циальным (фиг. III, 61, б). Если вместо двух резцов взять резцовую го-
ловку (18—24 резца) и сообщить ей вращательное движение В3 вокруг
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
589
собственной оси, то получим круговой зуб (фиг. III, 61, в): варьируя
положение центра резцовой головки Ог относительно центра плоского
колеса О2 (т. е. координаты х и у), можно получать различные углы на-
клона Р нарезаемых зубьев. В обоих случаях внутренние связи не имеют
кинематической настройки.
Фиг. ГП, 61. Внутрен-
ние кинематические
связи в группах фор-
мообразования у стан-
ков, нарезающих кони-
ческие колеса.
Форма зуба по удлиненной гипоциклоиде получается при движении
качения резцовой головки. Последняя наряду с вращением В3 вокруг
собственной оси получает вращение В4 вокруг оси О2 плоского колеса
(фиг. III, 61, г). Когда окружность радиуса г катится без скольжения
внутри окружности радиуса 7?, а резцы находятся на расстоянии ОгЕ > г
от центра то каждый резец описывает удлиненную гипоциклоиду,
часть которой используется в качестве боковой линии зуба. Если малая'
590
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
окружность будет катиться без скольжения по большой окружности R
с наружной стороны ее, то получится зуб с боковой линией в форме удли-
ненной эпициклоиды. В практике используются оба варианта: значения г
и R выбираются такими, чтобы одноименные ветви циклоидальной кривой
располагались на расстоянии одного или нескольких целых шагов зацеп-
ления нарезаемого колеса.
Сложное движение качения резцовой головки относительно плоского
колеса обеспечивается внутренней кинематической цепью, связывающей
шпиндель резцовой головки со шпинделем плоского колеса (фиг. III, 61, Э).
Эта цепь должна иметь кинематическую настройку. Расчетные перемеще-
ния конечных звеньев будут: если резцовая головка имеет только одну
группу резцов, обрабатывающих один и тот же зуб, 1 об. резцовой го-
ловки->-~- об. плоского колеса; если на резцовой головке имеется
ZtlA
q групп резцов, то — об. резцовой головкиоб. плоского колеса,
q	2пл
где — число зубьев, через которое происходит последовательная обра-
ботка зубьев (может быть любым целым числом).
Для создания гпЛ зубьев на плоском колесе люлька должна сделать
несколько оборотов, но резцы при этом будут выходить из зоны резания.
Поэтому вращение плоского колеса заменяют соответствующим вращением
заготовки:
1 об. резцовой головки—------об. заготовки,
?пл ?заг
и окончательно
1 об. резцовой головки-» г‘ об. заготовки.
?заг
Криволинейный зуб можно получить двумя резцами. Если возвратно-
поступательное движение резцов /73, получаемое от кривошипно-шатунной
передачи, связать принудительной кинематической связью с вращением Bi
люльки (фиг. III, 61, е), то боковая линия зуба на плоском колесе будет
круговой синусоидой.
Р асчетные пер емещен и я
1 дв. ход резца-> об. плоского колеса
?ПЛ
ИЛИ
'	1 дв. ход резцаоб. заготовки.
^заг
Обозначения здесь те же, что и в предыдущем случае.
На фиг. III, 61, ж дана схема фрезерования криволинейного зуба чер-
вячной фрезой, которой помимо вращения В3 сообщается еще вращение В.
вокруг оси плоского колеса при следующем соотношении скоростей обоих
вращений: одному обороту фрезы при движении В3 соответствует обо-
ротов фрезы при движении В4. С помощью этого движения на плоском
колесе будет образована по длине зуба эвольвента. Действительно, про-
изводящий контур (зуб круговой рейки) участвует в двух движениях —
в поступательном перемещении вдоль оси фрезы (от ее вращения В
и во вращательном движении В4 вокруг оси плоского колеса; тем самым
он воспроизводит движение качения (без скольжения) прямой по окруж-
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
591
ности, а при таком движении любая точка прямой описывает эвольвенту
окружности.
Получающийся зуб отличается от других криволинейных зубьев тем,
что его толщина и высота по всей длине зуба остаются постоянными. На
фиг. III, 61, з показаны внутренние связи между фрезой, заготовкой
и плоским колесом, необходимые для образования эвольвентных кривых
по профилю и по длине зуба.
Внутренние связи групп формообразования несколько изменяются,
если исправляют первоначальную форму профиля или форму по длине
Фиг. III, 62. Схемы движений при нарезании конических зубьев с отклонениями
по профилю и по длине.
зуба. Для создания профиля зуба, у которого срезан участок у головки
(фиг. III, 62, а), плоскому колесу сообщается неравномерное вращение.
Для этого усложняют внутреннюю кинематическую цепь образования про-
филя зуба путем включения в нее дополнительного механизма (фиг. III,
62, б), который перемещает делительный червяк станка в осевом направле-
нии. В случе придания прямому зубу бочкообразной формы (фиг. III,
62, в) группа формообразования по длине зуба должна быть сложной,
чтобы осуществлять криволинейное движение. Последнее составляется
из двух прямолинейных взаимосвязанных неравномерных движений П1
и П2 (фиг. III, 62, г).
Полная кинематическая структура этих станков будет зависеть от при-
меняемого способа соединения группы деления с группой подачи.
Рассмотрим несколько типовых кинематических схем зуборезных стан-
ков для конических колес.
Зуборезный полуавтомат мод. 5А27С4 для конических колес
с дуговым зубом
На станке нарезаются конические колеса с дуговым зубом диаметром
до 500 мм (при i = 10 : 1) и модулем до 10 мм. Станок может быть
использован во всех отраслях машиностроения как мелкосерийного, так
и крупносерийного производства.
Кинематическая структура станка (фиг. III, 63) состоит из двух кине-
матических групп движений формообразования: Ф1) (Вх) и Ф5 (В2В3).
Группа движения резания Ф„ (Вх) — простая. Внутренняя связь у нее
состоит из одной вращательной кинематической пары, расположенной
между шпинделем резцовой головки и корпусом люльки. Во внешней связи,
которая состоит из кинематической цепи между двигателем Дг и шпинде-
лем резцовой головки, расположена гитара посредством которой дви-
жение резания Ф„ (Вг) настраивается по скорости и направлению.
Н^4,5н8т (
п,* 1440 об/мин
Z30
zee
люлька >	111Р|
Зксцентрин	"|" ~J
Z3S
ZZ7
227
ZZ8-
Z32--
Z60
Z2Q
Z77'\
я—
_,гг/
I
Шпиндель я
резцовой головни
Люлька
Z30-T
^0^
IIKil
258
Z1Z
-Z26
Z48
Сектор
ZZ6
бара/:' ’
ZZG
ZZG
Z1ZQ
Шпиндель
заготовка
П	I H°Pnk
—1------1	uinunq
-------1
ZZ4 L
У
ZZ3
230‘
Z}0
Izo
Z30 Z1
Z37
j*s 1 заход
2140
барабан
.Z185 Эксцентрик
Z300-
°Л26
НО
I в
4S3
1о
223
Z58

26^
Z1£^.
220
592	АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
/ заход
Фиг. III, 63. Кинематическая
схема зуборезного полуавтомата
мод. 5А27С4 (Саратовского за-
вода тяжелых зуборезных стан-
ков) для конических колес
с дуговым зубом (структура
класса К23).
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
593
Настройка гитары г0 определяется из следующего уравнения кинема-
тического баланса:
144П 12 45 • 27 23 23 58 24 17 17 _
144U‘ 41 45 '1°‘ 27 * 30 ‘ 30 * 43 * 24 ’ 17 91 —
откуда формула настройки
^=6^.	(П1.53)
Цепь скорости резания в этом станке оказалсь довольно длинной. Это
объясняется тем, что шпиндель может быть установлен под различными
углами к оси вращения люльки. Желательно движение к наклонному
шпинделю передавать через жесткие звенья, а не через шарнирный валик,
через который нельзя передать большие нагрузки.
Для возможности установки заданного угла наклона шпинделя в нуж-
ной плоскости люлька составлена из нескольких частей: корпуса люльки,
эксцентрика, барабана и корпуса шпинделя, в котором лежит гильза;
в гильзе на подшипниках качения вращается шпиндель. Ось поворота
корпуса шпинделя наклонена к оси вращения люльки, благодаря чему ось
шпинделя устанавливается под углом. Поворот корпуса шпинделя осущест-
вляется вручную валиком Д; при его повороте коническое колесо z = 24
перекатывается по другому коническому колесу z = 24. Барабаном, пово-
рачиваемым валиком 5, устанавливается плоскость наклона шпинделя.
При повороте барабана коническое колесо z — 43 перекатывается по кони-
ческому колесу z = 58. Поворотом эксцентрика, через валик В, устанавли-
вают радиус-вектор положения оси шпинделя относительно оси люльки;
при этом цилиндрическое колесо z = 30 перекатывается по колесу z = 23.
Валиком Г, вручную, шпиндель резцовой головки можно переместить
с помощью гильзы с резьбой в осевом направлении.
Наклон оси вращения резцовой головки позволяет нарезать колеса
с различными параметрами резцовой головкой с резцами одного и того же
номера; благодаря этому требуется значительно меньший набор резцо-
вых головок. Кроме того, наклон шпинделя позволяет нарезать колеса
из полуобкатной пары нормальным коническим производящим колесом
вместо плосковершинного и поэтому в станке не нужен сложный и дорогой
механизм модификации. Под полуобкатной парой понимают два сопряжен-
ных колеса, из которых большое имеет прямолинейный профиль и наре-
зается по методу копирования, а малое колесо — специальный профиль,
способный зацепляться с • прямолинейным профилем большого колеса.
Малое колесо нарезается методом обката.
Вторая кинематическая группа движения подачи Ф8 (В2В3) —слож-
ная: внутренняя кинематическая связь между люлькой и шпинделем заго-
товки состоит из одной кинематической цепи профилирования с двумя
гитарами ix и iy.
Внешняя связь группы подачи состоит из цепи привода, которая пере-
дает движение от двигателя Дг через гитары is и i0 во внутреннюю связь.
Таким образом, в группе движения подачи находятся четыре органа на-
стройки, из них два — в цепи привода. Гитара iy лежит в общей ветви,
принадлежащей как цепи профилирования, так и цепи деления, и исполь-
зуется для настройки кинематической группы деления. Следовательно,
исполнительное движение Ф5 (В2В3) настраивается по трем кинематиче-
ским параметрам: по траектории — через гитару ix, но пути — i0 и по
скорости — Zs.
38 Ачеркаи 159
594
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Для вывода формул настройки этих гитар рассмотрим три расчетные
кинематические цепи.
ЦеЬъ профилирования (с гитарой ix). Конечным звеньям этой цепи
сообщают обычно следующие расчетные перемещения:
1 об. люльки-> —об. шпинделя заготовки.
?заг
Уравнение кинематического баланса
1 300	16 . . 26 26	26 40 .	1 _ гпл
1	32	26 ’ 26 ’ 26 * 20 '1У' 120 гзаг *
Отсюда, после подстановки значения передаточного отношения гитары itJ =
= ~- (см. ниже), получается для гитары профилирования
(HI, 54)
Цепь угла качения люльки (с гитарой i0). Обозначим угол поворота
люльки за рабочий ход (процесс нарезания зуба) через 0. Одним конечным
звеном этой цепи будет люлька, другим — барабан автомата, воздействую-
щий на реверс и тем самым ограничивающий длительность рабочего хода.
Кривая для реверсирования на барабане — постоянная. Следовательно,
длительность прямого и обратного поворота люльки будет зависеть от соот-
ношения скоростей вращения последней при повороте в одну и в другую
сторону. Из передаточных отношений зубчатых колес механизма реверса
видно, что скорость прямого вращения люльки в 2 раза меньше скорости
обратного вращения. Поэтому расчетными перемещениями будут следую-
щие перемещения конечных звеньев цепи:
-у- об. барабана автомата->об. люльки.
Но эти расчетные перемещения следует уточнить. Во время переключения
реверса люлька останавливается, а барабан автомата продолжает вра-
щаться. Поэтому определим число оборотов пв. р выходного вала реверса
за рабочий ход люльки, т. е. за 2/3 оборота барабана автомата.
2	44 24	30 20
з	1	зз ‘ зо ’ 40 ~ Ю’бб оборотов.
Отсюда видно, что переключение реверса происходит после 10 оборотов
его ведомого вала. Следовательно, расчетные перемещения, уравнение
кинематического баланса и формула настройки будут
10. об. ведомого вала реверса-> -g|g- об. люльки
. 4*2	32	1 е .	0	/ттт
10‘42 ’ 16	300	“ 360	И 1°	~ 24	*	(Ш,5э/
Цепь подач (с гитарой Q. Обычно в зуборезных станках для кони-
ческих колес пользуются цикловой подачей, которая определяется как
время обработки одного зуба в секундах. Нарезание одного зуба проис-
ходит за один оборот барабана автомата, а время t* сек, выбираемое пс
режиму резания, может быть выражено через число оборотов вала
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
595
двигателя. Следовательно, расчетные перемещения конечных звеньев
цепи подач можно записать следующим образом:
1	об. барабана автомата -> —у  t* об. двигателя.
В этом станке, в отличие от ранее выпускавшегося станка мод. 5А27С1,
имеется механизм быстрого хода, через муфту обгона,_ позволяющий
передавать во внутреннюю связь быстрое движение, помимо гитары
подач is. Вследствие этого барабан вращается с двумя различными ско-
ростями, а время обратного хода люльки остается постоянным и равным
3,85 сек. Поэтому время полного цикла = tpa6 -Ь tx нельзя поставить
в расчетные перемещения. В этом случае в них можно использовать
только время рабочего хода tpa6 в сек, и тогда расчетные перемещения
будут
2	1440
-у об. барабана автомата -> 60 об. электродвигателя.
Уравнение кинематического баланса и формула настройки
2 44	24 37	1	41 _ 1440 .
3 ’ 1 ‘ 33 ‘ 14 ’ is ’ 12 — 60 ^аб
И
(Ш,56)
ьраб
Кроме двух групп формообразования, в станке имеется группа дви-
жения деления Д (В4). Процесс деления осуществляется способом парал-
лельного деления через дифференциал.
Движение деления В4 — периодическое. Включение и выключение
его происходит следующим образом.
При обратном вращении люльки барабан автомата через рычаги пе-
ремещает вращающийся кривошипный диск к мальтийского механизма
до тех пор, пока ролики диска не начнут вращать ведомый элемент меха-
низма — мальтийский крест л. Два ролика расположены на диске к
по одной окружности под углом 90°, а крест л имеет четыре паза; по-
этому за один оборот диска к мальтийский крест сделает V2 оборота и
повернет корпус дифференциала на один оборот. После этого движение
деления прекратится, так как ролики кривошипного диска выйдут из
пазов креста.
Следовательно, расчетные перемещения будут
1 об. ведущего диска к мальтийского механизма ->
_>_Lo6. шпинделя заготовки.
Уравнение кинематического баланса
1	1 58 о 26	26 26	40 ;	1 = 1
2	’ 29 '1' 26 ’ 26 ’ 26 * 20	120 гзаг
и отсюда формула настройки
(Ш.57)
38*
596
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Заготовка от резцовой головки отводится двояким путем. Автома-
тический отвод осуществляется кривыми барабана автомата перед дели-
тельным процессом. Каретку вместе с делительной бабкой можно отве-
сти и в любой момент при помощи гидроцилиндра, расположенного между
барабаном и кареткой. Масло поступает в этот цилиндр через золотник,
управляемый вручную.
На барабане автомата для отвода заготовки имеются две кривые.
Одна из них служит, как сказано, для отвода заготовки от резцовой
головки перед делительным процессом и возвращения заготовки в исход-
ное положение перед началом процесса профилирования. Другая кривая
(крайняя правая на барабане) используется при черновом нарезании ко-
лес, когда вырезаются впадины зуба с прямолинейным профилем, т. е.
в виде трапеции (копия формы резца), без движения обката.
Эта кривая, более плавная, чем первая кривая барабана, произ-
водит медленное перемещение каретки с делительной бабкой, надвигая
заготовку на резцовую головку и осуществляя тем самым процесс вре-
зания. Когда резцовая головка установится на уровне впадины зубьев,
произойдет быстрый отвод заготовки и деление. Люлька во время чер-
нового нарезания устанавливается в среднем положении и не вращается.
Заготовка вращается только в процессе деления. Метод копирования для
чернового нарезания более производителен, чем метод отката, так как
путь движения врезания, равный примерно высоте зуба, значительно
меньше пути движения обката, особенно при нарезании колес с большим
углом делительного конуса.
На станке можно нарезать и гипоидные конические колеса. Для
этого шпиндель заготовки можно устанавливать на разной высоте отно-
сительно оси вращения люльки.
Зуборезный станок для конических колес с прямым зубом мод. BF-201A
Станок (фиг. III, 64) предназначен для нарезания дисковыми обка-
точными фрезами конических колес с прямым зубом, с длиной образую-
щей начального конуса до 139 мм, диаметром до 260 мм при переда-
точном числе нарезаемых колес до — и модуле до 10 мм.
Отличие этого станка от других подобных станков состоит в том,
что он предназначен для крупносерийного и массового производств и
поэтому имеет соответственную конструктивную компоновку—у него
на вращающейся люльке располагается не режущий инструмент, а заго-
товка. Такая компоновка позволяет сделать привод к инструменту бо-
лее мощным и жестким, а следовательно, получить более производитель-
ный станок.
Вместо строгальных резцов прямой конический зуб нарезается ме-
тодом обката, но дисковыми фрезами большого диаметра — до 600 мм.
Продольных перемещений по длине зуба фрезы не имеют. Группы деле-
ния в этом станке присоединены к группе подач по способу последова-
тельного соединения групп. Поэтому в цепи деления устанавливается
сменная делительная муфта с ведущим колесом а, имеющим 36, 48 или
72 зуба. Муфта работает следующим образом: после нарезания одного
зуба, когда люлька возвращается в исходное положение, делительная
муфта разрывается, и колесо а не вращается до тех пор, пока ведомое
колесо z — 60 гитары ix не сделает полного оборота. В этот момент за-
готовка не поворачивается, а вращается только люлька, затем муфта
включается, и движение обката восстанавливается.
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗН ЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
597
По своему существу кинематика станка получилась простой, но
в схеме из-за своеобразной компоновки имеется в цепи подач скрытая
планетарная передача, так как колесо z = 38 при вращении люльки
обкатывает колесо z = 110. Червячное колесо люльки неподвижно,
а червяк, вращаясь вокруг своей оси, одновременно вращается и вокруг
оси люльки. Червяк, имея две степени свободы, превращает червячную
Фиг. III, 64. Кинематическая схема зубофрезерного станка мод. BF-201A (фирмы Клин-
гельнберг) для конических колес с прямым зубом (структура класса С24).
передачу в суммирующий механизм. Так как скрытая планетарная пе-
редача лежит во внешней связи, то форму зуба она не искажает и изме-
няет только величину подачи.
Произведем кинематическую настройку станка.
1. Гитара деления iy
1. об. колеса z = 60	—— об. заготовки
гзаг
1•ixi0 —
1
гзаг
. __ 1
х iozsaz
(111,58)
2. Гитара профилирования iy
1 об. люлькиоб. заготовки
гзаг
...
гпл
2заг
J ___ гпл
60 •
(111,59)
598
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
3. Цепь скорости резания
1Л1А •	15	1
141(М0*	• is Пф
и
235 Пф'
(111,60)
4. Цепь подач. В этом станке, как и в других подобных станках, при-
нимают цикловую подачу, которая определяется временем рабочего
хода люльки tpa6 в сек. Рабочий ход определяется углом поворота люльки.
Расчетные перемещения
 -ед - tpa6 об. двигателя->-g—p об. люльки
1440	,	. .	20	/ 19	110 ПО \	9	1	_ 03Q2
60	64	\ ПО	’ 38	“ 38 /	18 * 60	360	’
Задаваясь 4, определяют i$ и по нему устанавливают нужное положе-
ние колес в коробке подач.
Зубострогальный полуавтомат мод. 5250
Станок (фиг. III, 65) предназначен для нарезания зубострогальными
резцами прямозубых конических колес диаметром до 500 мм и модулем
до 8 мм как с простыми, так и с бочкообразными зубьями.
При установке специальной накладной головки на станке можно
строгать также дуговые зубья; поэтому он пригоден для ремонтных работ.
Станок отличается от прежних моделей тем, что группа деления присое-
динена к группе подачи по способу смешанного соединения.
Рассмотрим структуру станка при строгании конических колес с пря-
мым бочкообразным зубом. В станке создаются следующие исполнитель-
ные движения: движение резания Фь (ПДЦ), движение подачи Ф<. (В2В3)
и движение деления Д (В4).
Группа движения резания Фс (/7х/75) — сложная и состоит из вну-
тренней кинематической связи, идущей (фиг. 111,65, б) от продольного
движения П1 к реечному колесу z30, гитаре i0, кулачку и к осевому дви-
жению Пъ. Привод передает движение от двигателя Дг к ползунам.
Движение подачи Ф5 (В2В3) создается внутренней связью между
вращением люльки В3 и вращением заготовки В2 через гитару профили-
рования zx, гитару деления iy и составное колесо специального реверса.
Внешняя связь группы подачи передает движение от двигателя Дх через
23
гитару подач is и ряд зубчатых колес к коническим колесам . От
этих колес движение пойдет вправо через гитару iy к шпинделю заготовки
и от этих же конических колес через реверс и гитару ix к люльке.
Специальный реверс в виде составного зубчатого колеса изменяет
направление вращения только люльки, направление вращения заготовки
все время остается неизменным. В этом реверсе ведущее колесо z = 14
вращается в одну и ту же сторону, слепляясь с внутренним венцом z=
= 224. Если оно вращается против часовой стрелки, то и составное ко-
лесо будет вращаться против часовой стрелки. Через некоторое время
к шестерне z = 14 подойдет левое полукружье z = 56 и попытается
СТРУКТУРА ЗУБОРЕЗНЫХ СТАНКОВ ДЛЯ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
599
сцепиться с ней. Но она установлена в ползушке, которая может пере-
мещаться к центру вращения составного колеса. Если ползушку освобо-
дить, то колесо z ~ 14 покатится по полукружью, войдет в зацепление
с внешним ободом составного колеса z = 112, и последнее начнет вра-
щаться по часовой стрелке. Затем правое полукружье подойдет снизу
к колесу z ~ 14, перекатит его
ние вращения
нится.
и направле-
составного колеса снова изме-
Дг
П1=Ц,5квт
n =2900о(Т/мин
Z69
56
28
Составное
колесо
z30
z72
z39
.2зах
.Z72
Z98
Z •/ ;/
z60 z69 z90
Z75 z27
Z252
zVh
Z92
z23
z32
z21
1108
Z50 о.20
&z60
\2z56 h2
224
Z135
2зах
z69 Z88'
Z68 Z39
Z2S z 138 Люлька
Шпиндель
заготовки
/7,
t76z52
1зах
Z26
z28
z30
[о
Z30
Ползуны
Z29
Z26
Z26
Кулачок
Ztt





Фиг. III, 65. Кинематическая схема зуборезного станка мод. 5250 (завода «Стан ко конструк-
ция» ЭНИМС) для конических колес с прямым зубом (структура класса К23).
Группа движения деления Д (В4) — простая. Ее внутренней связью
является вращательная кинематическая пара между шпинделем заго-
товки и делительной бабкой. Привод к группе деления тот же, что и
з группе подач, но к последнему добавляется часть внутренней связи
группы подачи.
Для быстрых поворотов люльки и заготовки в цепи подачи у муфты М г
:меются две зубчатые передачи с подвижным блоком z = 52 и z = 76.
При черновом нарезании вместо метода обката используют метод
копирования и нарезают зубья с прямолинейным профилем. В этом
600
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
случае необходимо применять радиальное врезание, для чего на барабане
автомата Б имеется специальная кривая с плавной частью для постепен-
ного, медленного ввода резца на полную глубину зуба и более крутой —
для быстрого вывода резца. Кроме этого, деление будет производиться
не на несколько зубьев zz, как при обкате, а последовательно на один
зуб. Для этого в цепь профилирования введены две передвижные шестерни,
одна — у гитары ix с числом зубьев z = 42, а другая с z = 27. Этот же
метод применяют при нарезании больших колес для полуобкатных ко-
нических пар.
Большое колесо с прямолинейным профилем нарезается быстрее по
методу копирования, чем по методу обката. Малое колесо нарезается ме-
тодом обката, но при неравномерном вращении люльки. Это достигается
2
неравномерным осевым перемещением червяка передачи -jgg- люльки.
Осевое перемещение червяк получает от эксцентрика Эх, вращение кото-
.	2	26
рому сообщается червяком передачи -ygg- люльки через передачу -ygg-,
.	2	~
гитару модификации tz и червячную передачу . Этот механизм назы-
вается механизмом модификации, и при использовании червячная пере-
2
дача люльки работает как суммирующий механизм. Червячное колесо
люльки получает два вращения, одно — равномерное от вращения чер-
вяка и другое — неравномерное от осевого перемещения червяка. На-
стройка гитары модификации iz требует специальных расчетов1.
Кинематическая настройка станка сводится к определению переда-
точных отношений iy, ix, iv и ts.
Гитара деления iy.
1	об. барабана Б -> —— об. заготовки;
гзаг
< 72	64	23	75	26	26	26	.29	1 zt
2	48 * 23 ' 60 ’ 26 ’ 26 ‘ 26	29	120	“ гзаг	’
(Ill, 61)
гзаг
Гитара профилирования ix:
, л	135	28	1	21	224	32	23	75 ч
2	30 tx ; 252	14	16	23	60
26	26 26 .	29__1 = гпА
26 ' 26 ’ 26	29	120 г8вг ’
Отсюда
=	(111,62)
z *пл
Гитара скорости резания iv
29°о-4г--й-^ = «-’	=	<Ш’63)
1 Формула настройки гитары модификации выведена д-ром техн, наук В. Н. Кедрин-
ским и приведена в книге: В. Н. Кедринский и Письманник, Станки для нарезания кони-
ческих колес, М., Машгиз, 1960.	&
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕРАВНОМЕРНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ
601
(Ш,64)
конических
колес.
Гитара подачи is
Подача — цикловая
• tpa6—время рабочего хода люльки в секундах
д	2900
зэд- об. барабана Б ->	 tpa6 об. двигателя,
здесь д — угол установки упоров для быстрого хода на барабане
автомата Б в градусах
2900 .	16 . 34 42	48	2	6
60 ‘W’ 64 "ts' 68 ' 56 ' 64 ' 72 — 360 *
• _ 6
is~ 34tpa6 •
Кроме нарезания резцами, применяется и шлифование
зубчатых колес, но реже, чем шлифование цилиндрических
Конические колеса с прямым зубом шлифуют редко, так как при
этом затруднен выход круга на малом диаметре колеса при шлифовании
его на оправке.
Из криволинейных зубьев можно шлифовать только круговые.
По кинематической структуре зубошлифовальные станки отличаются
от зубонарезных станков соответствующих типов тем, что в последних
добавлены кинематическая группа вращения шлифовального круга
и группа для образования его формы, т. е. механизм правки круга.
В остальном кинематические структуры станков для шлифования и для
нарезания конических колес почти одинаковы.
§ 7. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕРАВНОМЕРНЫМИ
ЭЛЕМЕНТАРНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ
Структурные схемы станков
Выше были рассмотрены станки, осуществляющие сложные испол-
нительные движения режущего инструмента, у которых отношение ско-
ростей взаимосвязанных элементарных движений, создающих сложные
движения формообразования, было величиной постоянной.
Существуют, однако, и такие кинематические структуры станков,
у которых отношение скоростей элементарных движений не остается по-
стоянным.
Структурные схемы станков, осуществляющих сложные исполнитель-
ные движения, составленные из двух элементарных взаимосвязанных
движений, у которых отношение скоростей — величина переменная,
представлены на фиг. III, 66.
В таких станках сложные формообразующие движения составляются
из нескольких элементарных движений, но одно из них — обязательно
неравномерное; закон изменения скорости этого движения определяется
из условий образования требуемой поверхности. Например, при обтачи-
вании круглого конуса (фиг. III, 66, а) и фасонного тела вращения остро-
конечным резцом (фиг. III, 66,6) применяются два одинаковых испол-
нительных движения, причем одно из них — сложное П2П3. В первом
случае (фиг. III, 66, а) оно составляется из двух элементарных равномер-
ных движений или также из двух неравномерных движений, но таких,
что отношение мгновенных скоростей этих движений — величина
)2
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Фиг. III, 66. Структурные схемы
станков, обрабатывающих:
а — круглый конус остроконечным
резцом; б — фасонное тело вращения
остроконечным резцом; в — шаблон
концевой фрезой; г—некруглые цилин-
дрические колеса специальным зубо-
резным долбяком; д — пол у обкатные
конические зубчатые колеса с дуговым
зубом резцовой головкой.
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕРАВНОМЕРНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ
603
постоянная. Во втором случае (фиг. III, 66,6) движение П3 — неравно-
мерное при равномерном движении /72, и отношение мгновенных
скоростей этих движений обязательно будет величиной переменной.
Как видно отсюда, состав кинематических групп не изменился, измени-
лись лишь параметры настройки. С помощью органа настройки во внутрен-
них цепях необходимо получать различные законы изменения скорости
одного из элементарных движений, составляющих сложное исполнитель-
ное движение.
Конструктивное оформление органов настройки может быть различ-
ным. В токарно-копировальных (фиг. 111,66, б) и копировально-фрезер-
ных станках (фиг. III, 66, в), где сложное исполнительное движение со-
ставляется из элементарных прямолинейных движений, чаще всего при-
меняются сменные копиры. В этих станках рабочая кривая (профиль)
копира обеспечивает закономерность неравномерного поперечного пере-
мещения инструмента П3 в зависимости от продольного перемещения 772,
т. е.
Lna = f(Ln2),
где L — путь перемещения.
Настройку изменения скорости вращательного движения можно
осуществить и сменными зубчатыми колесами. Надобность в этом может
представиться, например, при использовании обычного зубодолбежного
станка для нарезания некруглых цилиндрических колес специальным
некруглым зуборезным долбяком (фиг. III, 66, г). При равномерном вра-
щении заготовки (движение необходимо сообщить неравномерное
вращение В2 долбяку. Это возможно, если сменные зубчатые колеса
будут некруглыми цилиндрическими. Последние применяются редко,
так как их изготовление более сложно, чем изготовление круглых ци-
линдрических колес. Станок для нарезания некруглых зубчатых колес
рассмотрен ниже.
Чаще всего неравномерное вращательное движение получают сумми-
рованием равномерного движения с неравномерным, применяя суммирую-
щий механизм и дополнительную внутреннюю кинематическую цепь,
задача которой — превращать равномерное движение в неравномерное.
Такая структурная схема (фиг. III, 66, д) осуществлена в зуборезном
станке мод. 528 при нарезании полуобкатных конических колес с дуго-
вым зубом резцовой головкой. Из этой схемы видно, что неравномерное
вращательное движение Вг плоского колеса получается из-за двух дви-
жений червяка — равномерного вращения и неравномерного поступатель-
ного перемещения (фиг. III, 66, 6); последнее червяк получает от криво-
шипного диска. Настройка на изменение отношения скоростей и В2
и пределов этого отношения производится с помощью гитар и изменением
радиуса кривошипа. Внутренняя связь между шпинделем заготовки и
плоским колесом осуществляется двумя внутренними кинематическими
цепями. Первая кинематическая цепь: шпиндель заготовки — гитара
:у — суммирующий механизм — гитара ix — червячная передача и пло-
ское колесо. Вторая кинематическая цепь: шпиндель заготовки — ги-
тара iy — суммирующий механизм — гитара iz — кривошипный меха-
низм — червячная передача — плоское колесо. Червячная передача здесь
работает еще и как реечная передача. Получение неравномерного дви-
жения путем суммирования усложняет кинематическую структуру станка.
В качестве примера рассмотрим станки для нарезания некруглых
зубчатых колес и станка для нарезания резьбы с неравномерным шагом.
604
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Методы образования зубьев некруглых колес
Применяемые в некоторых машинах и приборах некруглые колеса
имеют различную конфигурацию, замкнутый (полный) или незамкнутый
(неполный) контур (фиг. III, 67). Начальная кривая некруглого ко-
леса может иметь, например, форму эллипса, овала или какой-либо дру-
гой линии, составленной не только из выпуклых, но и вогнутых участков
Фиг. III, 67. Некруглые зубчатые цилиндрические колеса.
плоских кривых. Передачи некруглыми зубчатыми колесами исполь-
зуются в текстильных и полиграфических машинах, в счетно-решающих
и других механизмах, где необходимо обеспечить неравномерное враща-
тельное движение, скорость которого следует определенному закону.
Профиль зуба таких колес — эвольвентный, шаг зацепления — по-
стоянный, но угол у, образуемый нормалью NN в точке деления началь-
ной кривой с радиусом-вектором г в этой же точке кривой, является пе-
ременным (фиг. III, 67, б). Переменны также угол 6 между соседними
радиусами и сами ради усы-векторы г (у круглых цилиндрических колес
у = О, 6 = const и г = const). Это сильно осложняет нарезание некруг-
лых колес, в частности, потому, что изменение угла у приводит к изме-
нению исходного положения производящего контура относительно ра-
диусов-векторов.
Если некруглое колесо нарезать дисковой фасонной фрезой
(фиг. 111,67, в), то для делительного процесса потребуется не только
поворот заготовки на неодинаковые углы, но и смещение центра заготовки
(соответствующего положению оси вращения нарезанного некруглогс
колеса) на величины хну. Наибольшая трудность при нарезании зубьев
этим способом состоит в том, что каждый зуб нужно нарезать отдельно!,
фасонной фрезой, профиль которой соответствует профилю нарезаемого
зуба.
Нарезать некруглые колеса можно по методу обката обычным стандарт-
ным зуборезным инструментом (рейкой, долбяком, червячной фрезой).
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕРАВНОМЕРНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ
605
При образовании профиля зуба некруглого колеса обкатом
(фиг. III, 67, г) необходимо начальную кривую колеса катить без сколь-
жения по начальной прямой рейки. Такое движение качения реали-
зуется с помощью трех взаимосвязанных движений ВГП2П3, причем
при одном равномерном движении два остальных должны быть нерав-
номерными. Отношения скоростей этих движений непостоянны.
Большей частью некруглые зубчатые колеса нарезаются червячной
фрезой. Рассмотрим один из станков такого типа.
Зуборезный станок мод. E3-35 для некруглых колес
На станке (фиг. III, 68) можно нарезать обычной червячной фрезой,
но только более длинной — до 140 мм, овальные цилиндрические колеса
с отношением большого радиуса овала к малому не более 1,6 : 1 (8 : 5),
с наибольшим радиусом овала от 100 мм и модулем до 2,5 мм.
Фиг. III, 68. Кинематическая схема зубофрезерного станка мод. E3-35 (завода «Комсо-
молец») для некруглых колес (структура класса К24).
В станке создаются два движения формообразования: (фиг. III, 68, а)
движение резания Фо (В1В2/73) и движение подачи Ф3 (П4).
В движении резания вращение заготовки В2 неравномерное.
Кинематическая группа движения резания — сложная. Ее внутрен-
няя связь состоит из трех внутренних кинематических цепей, так как
неравномерное вращение заготовки (фиг. III, 68, б) составляется из рав-
номерного вращения Вг, получаемого от равномерного вращения чер-
вяка стола, и неравномерного вращения Вг, создаваемого осевым пере-
мещением червяка стола. Это перемещение червяк получает от смен-
ного кулака Таким образом, внутренняя связь группы движения
Фу (В1В2В2Л3) состоит из следующих внутренних кинематических цепей-
606
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
D 60	22	21	20 е	. к	36 50
гитара tx -> зубчатые передачи ->
1 О-
червячная передача -^-->В2,
D'	80	х	50	45
В2-> червячная передача —j—> зубчатые передачи	—45~~> чеР"
вячная передача кулак -> рычаг-> узкое косозубое колесо
z = 50 -> осевое перемещение червяка стола стол В2. (знаком +
условно обозначены неравномерные движения).
D'	80 А	50	45
В2 червячная передача —।—> зубчатые передачи -gg—чер-
1 **
вячная передача кулак к2 салазки стола-* /73.
Косозубая передача стола является дифференциалом, так как
узкое косозубое колесо z — 50 имеет две степени свободы: вращение во-
круг своей оси и перемещение вдоль своей оси от кулака кх.
Внешняя связь группы движения резания очень проста. Она при-
соединяется к внутренней связи через коническое колесо z = 24. Группа
продольной подачи также простая. Настраивать необходимо гитары ix
и zs.
Гитара деления iK
, х ,	60 22 21	20 е .	36	50	1 k
1 Об. фрезы- 15 • 22 • 21 ’ 24 ‘ f 'tx' 36 ‘ 50 ’ 80 ~ z ’
f; = 2444.	(111,65)
Гитара продольных , подач is
, л	80	50	1	.	1 ,Л
1	об. стола-—	.ls.-2о--Ю = se;
is=-f. .	(Ill, 66)
Сменные кулаки кх и к2 изготовляют отдельно для каждого нарезае-
мого колеса.
Нарезать овальные колеса с винтовым зубом на этом станке можно,
применив бездифференциальную настройку станка.
В станке имеется быстрое перемещение каретки стола от отдельного
электродвигателя Д2.
Кинематическая структура станков, нарезающих резьбу
с неравномерным шагом
Ходовые винты с неравномерным шагом применяются в машинах
для текстильной, бумажной и некоторых других промышленностей.
Для нарезания таких винтов требуются специальные станки, в которых
исполнительное движение инструмента происходит по винтовой линии,
имеющей неравномерный шаг. Такая резьба уже не может характери-
зоваться ходом Т винтовой линии, который в обычной резьбе постоянен.
Здесь должны быть известны: То — ход первого витка; Тг — ход послед-
него витка; z — число витков на заданной длине резьбы S; Т #= const —
переменный ход (шаг) винтовой линии; <р — угол поворота шпинделя
и S—длина перемещения инструмента (длина резьбы).
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕРАВНОМЕРНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ
607
Для нарезания резьб неравномерного шага в производстве приме-
няется несколько различных моделей станков.
На фиг. III, 69, а представлена структура станка, нарезающего рез-
цовой головкой с фасонными резцами винтовые канавки с неравномер-
ным шагом в стволах орудий и винтовок. Неравномерное вращение
создается здесь криволинейной копирной линейкой. На этом станке
можно получить также любой заданный закон изменения шага и в очень
широких пределах. Для этого нужны лишь сменные линейки с кривыми
поверхностями различной кривизны.
Основным недостатком в работе таких станков является труд-
ность изготовления точных и износостойких криволинейных копирных
линеек.
Станок, схема которого представлена на фиг. III, 69, б, также имеет
копирную линейку во внутренней связи, с помощью которой и создается
винтовое движение Фо (В]В2) с неравномерным продольным перемеще-
нием П2 фасонного резца, но линейка здесь — прямолинейная и не смен-
ная. Во время работы эта линейка равномерно поворачивается вокруг
оси О.
Настройка на заданные параметры резьбы осуществляется гитарами ix,
i4 и Но эти гитары обеспечивают только количественную сторону задан-
ных параметров резьбы. С их помощью нельзя получить заданного закона
изменения шага резьбы. Этот закон вытекает из природы самого меха-
низма неравномерности. Вращающаяся линейка обеспечивает параболи-
ческую развертку винтовой линии.
В станке третьего типа 1 в качестве механизма неравномерности ис-
пользована передача со шкивами и стальной лентой (фиг. III, 69, в).
При равномерном вращении ведущего шкива этой передачи стальная
лента перематывается с нижнего шкива на верхний и изменением радиу-
сов намотки ленты ведомый шкив, а вместе с ним и ходовой винт полу-
чают неравномерное вращение. Здесь закон изменения неравномерности
шага получается таким, каким может его дать передача с лентами; полу-
чить другой закон изменения шага здесь нельзя.
Основным недостатком станка этого типа является то, что можно
получать резьбы только с небольшим перепадом соседних шагов.
На фиг. III, 69, г и б показаны структурные схемы станков, в которых
изменение шага резьбы достигается с помощью конических шкивов и
клинового ремня или стального кольца 2. В первом станке (фиг. III, 69, г)
раздвигание и сдвигание конических шкивов производится ходовым
винтом с шагом который получает равномерное движение через ги-
тару iy от шпинделя станка. Во втором станке (фиг. III, 69, д) ходовой
винт t2 получает неравномерное вращение от ходового винта Законы
изменения шага винта несколько отличаются друг от друга, но их харак-
теристика определяется самим механизмом, создающим неравномерное
движение.
Все эти станки не получили сколько-нибудь широкого применения
и являются, как правило, экспериментальными образцами, изготовлен-
ными на отдельных машиностроительных заводах, так как почти каждая
новая резьба требует создания нового специального станка. 'Настройка
гитар и других органов настройки также требует применения’ специальной
методики.
1 Авторы 3. Платонов и П. Касонов.
2 Станок был изготовлен на заводе им. Второй пятилетки.
)8
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Фиг. III, 69. Кинематическая структура станков, нарезающих резьбу с неравно-
мерным шагом.
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕРАВНОМЕРНЫМИ ДВИЖЕНИЯМИ
609
В качестве примера рассмотрим кинематическую настройку одного
станка (фиг. III, 69, б)1.
Составим уравнение кинематического баланса для внутренней связи
станка исходя из того, что за п оборотов шпинделя суппорт вместе с рез-
цом переместится на величину S мм\ тогда
f Лз.4._^)^.у3 = 5.	(111,67)
Здесь а =	• t2 — величина перемещения ползушки в по-
г4
перечном направлении;
т2 и z2 — модуль и число зубьев реечного колеса;
I и /0 — величины перемещения ползушки в продольном направ-
лении.
Подставив значение а в уравнение, получим
niAni. iyizt3 + nixiy	«Л = S (111,68)
a 2.4 I 317772*2	*	«>17712*2
и окончательно
n2i% —^2—7-^----«Л + ш‘Л — 4-T-—— «Л = S. (Ill, 69)
y 1 t я1т2г2 г 3 1 x y z4 2 l ят2г2 г J	'	’
ds
Так как = T, то продифференцировав последнее уравнение, по-
лучим
2ni2xiuiz—j-5-------1- ixiuiz-—ht3-~--= T.
x у г Z4 12 3 n/m2z2 x y 2 z4 л 6 nm2Z2 I
(П1,70)
При п = 0 шаг Т станет начальным шагом Тв
т — i i i , ty3?3 . I
1 0 lxlylz а1т2г2г4 °'
Шаг резьбы последнего витка определится из уравнения
при п = г
Tz = T. + 2ixi„ iz-V—Z.
2	0 1	* у 2 nlm2z2z^
Длина всей нарезки определяется из уравнения (III, 69)
новке п = z
при
подста-
S = T z 4-	-Л-—**  z8.
°	1 x y 2 3T/m2z2Z4
Гитару iz* можно определить из следующего уравнения:
1J3 - S
m2z2 3
и
.  Swn2z2
z Ятах^з
(Ш, 70)
(111,71)
(1П,72)
(Ш.73)
1 Методика настройки разработана канд. техн, наук И. М. Кучером.
39 Ачеркаа 159
610
АНАЛИЗ СХЕМ СТАНКОВ С МЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Отсюда видно, что с помощью гитары iz можно получить различную
длину резьбы. Величина атах определяется по станку.
Можно составить еще одно частное уравнение, очевидно, что
(И 1,74)
Отск^ца
; : ___ Яшах
' у~ zt2 • г3
(III, 75)
Из выражения Piи1г = ——— 	можно определить
Л	z	z[ll2I323
= (Тг^Г}-1> 	<ш>76^
а из выражения ixiy — —гу-^4
определим
• __	г4 ___________
У~ z * z3 ‘ tb(Tz-ToU'
(111,77)
Гитарой ix настраивается величина начального шага резьбы Т ,
а гитарой iy — величина конечного шага Tz.
Вращающаяся линейка с ползушкой является дифференциалом, так
как ползушка имеет две степени свободы — прямолинейное перемещение
по линейке и вращение вокруг оси О.
При использовании в станках механизмов, изменяющих шаг резьбы
другого типа не через поворотную линейку, рассмотренная выше мето-
дика настройки должна быть соответственно изменена.
ГЛАВА VI
КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА СТАНКОВ
С НЕМЕХАНИЧЕСКИМИ КИНЕМАТИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Механические и немеханические связи
Кинематическую связь через механические звенья используют очень
широко в цепях привода и во внутренних цепях. Внутренние цепи с меха-
ническими звеньями при большой их протяженности, например при при-
менении их в тяжелых станках, становятся громоздкими и поэтому не
всегда обеспечивают необходимую кинематическую точность работы цепи.
Если к тому же они работают в тяжелых динамических условиях, пере-
давая конечным звеньям большие усилия, то элементы, из которых со-
стоит цепь, быстро изнашиваются и первоначальная точность работы
станка теряется. Не всегда хорошо работают такие цепи также в быстро-
ходных и прецизионных станках. Поэтому в последнее время пытаются
для создания необходимых внутренних кинематических связей приме-
нять цепи с немеханическими элементами, используя для этого электри-
ческие, гидравлические и другие способы передачи энергии.
Электрические, гидравлические и другие виды немеханических ки-
нематических связей, несмотря на ряд преимуществ по сравнению с ме-
ханическими связями (допускают большую протяженность цепей, эле-
менты их меньше изнашиваются, дольше сохраняется первоначальная
кинематическая точность), все же еще не получили широкого распростра-
нения в станках, особенно'в универсальных. Это объясняется прежде
всего тем, что эти связи не обладают той устойчивостью кинематической
связи, какой обладают цепи с механическими звеньями. Электрические
и гидравлические связи по ряду внутренних причин часто и легко нару-
шаются, не обеспечивают сохранения постоянства отношений кинемати-
ческих параметров движений конечных звеньев и, следовательно, нужной
кинематической точности.
Устойчивая работа таких связей иногда зависит от условий, которые
трудно выполнять во время работы станка. Так, точность работы гидра-
влической связи зависит от температуры рабочей жидкости, сопротивле-
ний в гидросистеме, утечек и т. д.
Поэтому неизбежно применение различных дополнительных устройств,
создающих и поддерживающих условия, необходимые для нормальной
работы кинематических связей, что, в свою очередь, вызывает усложне-
ние устройства всего станка. Следовательно, не всегда целесообразно
применять электрические и гидравлические системы в качестве внутрен-
них связей — до тех пор, пока не будут созданы совершенные элементы
этих связей.
В настоящее время электрические и гидравлические системы исполь-
зуют в более простом исполнении в качестве межгрупповых связей для
39*
612
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕМЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
синхронной работы некоторых узлов станка. Например, для синхрони-
зации движений подачи двух головок в центровально-фрезерном станке,
для получения однооборотной подачи в станках с двигателями, имею-
щими различную энергетическую характеристику, в частности в стан-
ках с электродвигателем в группе движения резания и гидродвигателем
в группе движения подачи.
В качестве внутренних связей в пределах одной кинематической
группы немеханические связи довольно широко используют в станках
с копировальными устройствами, в том числе в копировально-фрезерных.
При практическом решении вопроса о применении электрических и
гидравлических связей в станках чаще всего выбирают смешанные связи:
электромеханические, гидромеханические, гидроэлектрические и т. п.,
используя специфические преимущества каждого отдельного вида связи.
По мере совершенствования электрических, гидравлических, пневма-
тических и других подобных устройств перспектива применения электри-
ческих, гидравлических и других немеханических связей все более рас-
ширяется, так как такие связи сильно упрощают конструкцию станков.
Рассмотрим структуры некоторых станков с немеханическими свя-
зями.
Зубошлифовальный станок с электрическим валом
На станке (фиг. III, 70) можно шлифовать червячным кругом с гори-
зонтальной осью вращения круглые цилиндрические колеса с прямым
и с винтовым зубом диаметром 12—240 мм и модулем 0,5—4 мм.
Метод образования профиля зуба такой же, как и в однотипном
станке мод. 5А833 (см. фиг. III, 55), поэтому движение резания будет
Метод образования винтовой линии по длине зуба тот же, что и в зу-
бофрезерных станках, и движение подачи будет Ф$ (П3П4), только эле*
ментарное движение П3 по образующей цилиндра (фиг. III, 70) совер-
шает не инструмент, а заготовка.
Для образования формы боковой поверхности червячной нарезки
шлифовального круга алмазом или накатником необходимо винтовое
исполнительное движение правки круга Фк (ГЦВ4), где П3 — продоль-
ное перемещение алмаза и В6 — вращение шлифовального круга. Следо-
вательно, в станке создаются три сложных исполнительных движения Ф^,
Ф5 и Фк, и кинематическая структура станка состоит из трех отдельных
кинематических групп (группы управления в это число не входят).
Кинематическая группа для создания движения состоит, как и лю-
бая другая кинематическая группа, из внутренней связи и из привода.
Внутренняя связь обеспечивает связь между элементарными движениями
В4 и В2, т. е. она располагается между шпинделем червячного круга
и шпинделем заготовки. Эта внутренняя связь состоит из одной кинема-
тической цепи с несколько необычными элементами (звеньями). Струк-
тура ее: шпиндель червячного круга — электродвигатель — электро-
сеть — электродвигатель Д2 — дифференциал — гитара ix — цилиндри-
ческие колеса —| шпиндель заготовки. Связь, обеспечивающая
траекторию движения обката Фу (BiB2), должна работать точно, но в ней
нет, как это обычно в других станках, точных червячных передач на
шпинделях круга и заготовки. Наряду с жесткими звеньями — зубча-
тыми колесами — она имеет и нежесткие по своей кинематической харак-
теристике элементы (электродвигатели, электросеть). Несмотря на это
Суппорт заготовки
Гитара iz
Заготовка
п3
т Дифференциал
А?
ве
От
насоса Н4
Правильный суппорт
\Hacoc охлаж\
М1
Hl
Червячный шлифовальный круг
Ф350нм, в'вЗмм
В гиЗрозажим
--заготовка
Фиг. 111,70. Кинематическая схема зубошлифовального станка мод. ZA фирмы Рейсхауэр (структура класса К24).
1рЗ
От насоса Н3
Тр 2
От насоса Н3
Насос-доза
тор Нг j
О/p насоса Н3 [
Гитара
г* Гитара iy


В насос-дозатор нг и
через золотник в полос- [Пылесос I
ти цилиндра Ц1	'
<Л.
| Сепаратор^
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕМЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
614
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕМЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
цепь работает очень точно: в данном случае точность ее работы достигается
дополнительными условиями. Синхронные короткозамкнутые электро-
двигатели имеют достаточно жесткую характеристику и при установив-
шемся режиме их работы и не слишком резких колебаниях напряжения
в электросети, в пределах ±5%, они работают синхронно. При пуске
станка в ход электродвигатель Д2 запускается непосредственно напря-
мую, а электродвигатель Дг — через реле «звезда-треугольник» и реле
времени. Переключение «на треугольник» происходит автоматически
через 4 сек.
Для поддержания более или менее постоянного давления контакта
между кругом и заготовкой, противодействующего колебаниям нагрузки
при шлифовании, в участке цепи электродвигатель Д2 — шпиндель
заготовки установлен насос-тормоз Н19 получающий движение от шпин-
деля заготовки через передвижной двухвенцовый зубчатый блок д. В за-
висимости от числа зубьев и угла наклона шлифуемого зуба с помощью
блока д и регулировочного клапана Ki по манометру Мх устанавливаются
необходимые условия работы насоса Нх. Например, при шлифовании
колес с винтовым зубом необходима работа насоса при более высоком
давлении, чем при шлифовании прямозубых колес. Гитара ix в этой цепи
обеспечивает настройку на траекторию движения.
Приводом внутренней цепи служат двигатели Дг и Д2, которые вхо-
дят непосредственно в состав этой цепи. Настройка на скорость резания
в этом станке не нужна, да и двигатели имеют строго постоянное числе
оборотов.
Структура второй кинематической группы, создающей движение
подачи Ф5, также несколько необычна. Внутренняя связь между эле-
ментарными движениями П3 и В4 устанавливается между салазкам?:
суппорта заготовки и шпинделем заготовки через поворотную линейку
с рейкой е, реечное колесо ж, гитару iy, корпус (водило) дифференциала,
гитару ix и зубчатые колеса а и б, в и г. Предварительную, приблизитель-
ную настройку на шаг винтовой линии зуба производят гитарой 1у, а бе-
лее точную и тонкую настройку на шаг — путем угловой установки на-
правляющих линейки с рейкой е относительно направляющих салазо?:
суппорта заготовки; поэтому рейка е движется медленнее, чем салазк.
суппорта заготовки.
Привод цепи дифференциала — гидравлический, но по структур^
он также отличается от обычных схем гидравлического привода. Пр?
рабочем ходе суппорта (снизу вверх) масло из насоса Н3 поступает в ци-
линдр суппорта Hi через насос-доздтор f/2, который приводится от ши-
рокого зубчатого колеса а, расположенного в цепи деления. Таким обра-
зом, регулируя выпуск масла из насоса-дозатора, за один его обор<."
можно отсчитать подачу заготовки, отнесенную к одному обороту ес
а не минутную подачу, как это имеет место в обычных гидравлически
приводах. При быстрых отводах и подводах суппорта масло из насоса Л
через золотник, минуя дозатор, поступает непосредственно в цилиндр И _
одновременно изменяя и направление движения Ф5.
Величина и положение хода суппорта регулируются переставным
упорами л, расположенными на салазках. Эти упоры, воздействуя - i
электроконтакты, передают команду соленоиду, который, в свою очере?
передвигая золотник, автоматически меняет направление движения Ф
Следовательно, движение Ф8 можно изменять по всем пяти параметрам
Третья кинематическая группа, создающая движение правки крум_
Фк	также состоит из внутренней связи и привода к ней. Внутрс-
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕМЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
615
няя цепь — цепь правки — между правильным суппортом и шпинделем
круга идет через передвижное колесо р, кулачковую муфту, три цилин-
дрических зубчатых колеса, кулачковую муфту, гитару 4, ходовой винт.
Гитара iz настраивает эту цепь на осевой шаг червячного круга. При
обратном, быстром ходе правильного суппорта движение к ходовому
винту идет через фрикционную муфту и пару зубчатых колес, помимо
гитары zz.
Цепь правки приводит в движение электродвигатель Д3 (электро-
двигатели Дг и Дъ выключаются) через цилиндрические колеса, двух-
венцовый блок и шестерни о и р. Движение правки круга Фк
настраивается на траекторию гитарой i2 и на скорость — через двой-
ной зубчатый блок около электродвигателя Д3. Круг правят при значи-
тельно меньшем числе его оборотов, чем во время шлифования. Две имею-
щиеся скорости правки используются для кругов разного модуля: одна —
для кругов с т = 0,5 до 2,5 мм и другая — для кругов т = 2,75
до 4 мм.
Для правки круга применяют три приспособления, которые поочередно
устанавливаются на правильном суппорте: 1) для обтачивания круга
остроконечным алмазом; 2) для нарезания витка шарошкой или прорез-
ным диском; 3) для правки витка широким алмазом.
Кроме этих трех основных кинематических групп, в станке имеются
дополнительные устройства, автоматизирующие работу станка и повы-
шающие его точность.
Шпиндель круга лежит в двух конических подшипниках скольжения,
которые непрерывно смазываются маслом под давлением в 2 б. Одно-
временно смазываются и подшипники электродвигателя Дх. Масло из
бачка, расположенного в шлифовальной бабке, подается насосом Н5
через фильтр Ф1 к контрольным клапанам К2 и К3. Если в подшипниках
не будет масла, клапан К2 разъединит электроконтакты К4, и электро-
двигатели Дх и Д2 автоматически остановятся. У заднего подшипника
шпинделя круга над верхним торцом имеется полость, в которую по-
дается масло под давлением, и пружины, стремящиеся переместить под-
шипники вверх. Когда электродвигатель разгоняется или останавливается
(включением его «на звезду»), контрольный клапан К3 не пропускает
масло в полость данного подшипника. При включении электродвигателя Д1
на полное число оборотов (включением «на треугольник») соленоид Сх
оказывается под током, и клапан К3 пропускает масло в верхнюю полость
подшипника. Задний подшипник перемещается вниз, и шпиндель круга
устанавливается в рабочее положение с максимальными зазорами. Этим
достигается более точное вращение шпинделя круга.
Автоматический гидрозажим оправки заготовки от насоса Н4 позво-
ляет при освобождении оправки легко, без специальных устройств,
ввести нитку круга в предварительно нарезанные впадины между зубьями
заготовки, после чего включается гидрозажим, и круг находится в пра-
вильном положении относительно заготовки. После окончания шлифовки
на ходу гидрозажим выключается и круг вращает оправку на центрах,
что позволяет произвести при таком «свободном шлифовании» более тон-
кую отделку шлифуемых зубьев.
Салазки изделия — поворотные, что необходимо для установки изде-
лия под нужным углом.
Управление станком — гидроэлектрическое. Оно позволяет шлифо-
вать колеса с автоматическим радиальным врезанием на полную глубину
с заданным числом проходов.
616
СТРУКТУРА СТАНКОВ С НЕМЕХАНИЧЕСКИМИ СВЯЗЯМИ
Имеются и станки других типов с немеханическими кинематическими
связями; это станки с гидравлической синхронизацией движений; с син-
хронизацией движений, создаваемых гидравлическим и электрическим
двигателем; с электрокопировальными установками; с гидравлическими
копировальными установками; с программным управлением.
Проведенный анализ кинематической структуры станков в этом и
в других разделах книги показывает, что все рассмотренные и формули-
рованные выше общие положения по кинематической структуре станков
с механическими связями полностью применимы к станкам с немехани-
ческими кинематическими связями. Следовательно, общая методика
анализа кинематической структуры станков действительна для всех
станков, с любыми кинематическими связями.
ГЛАВА VII
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ
НА КИНЕМАТИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ СТАНКА
Типовая кинематическая структура любого станка отвечает требо-
ваниям в основном кинематического характера и не всегда в полной мере
удовлетворяет другим эксплуатационным требованиям, особенно требо-
ваниям точности и производительности. Эти требования обычно удовлет-
воряются, главным образом, соответствующей конструкцией станка,
но все же в некоторых случаях удается добиться лучших результатов,
если в типовую кинематическую структуру станка внести определенные
изменения.
Рассмотрим эти возможности изменения типовой кинематической
структуры в зависимости от технологического назначения станка, его
универсальности, уровня требований к точности обработки и производи-
тельности, учета динамических факторов и требований к кинематической
настройке станков.
В зависимости от технологических требований станок одной и той
же технологической группы может иметь различную кинематическую
структуру. В качестве примера можно указать на группы расточных
станков. Так, если при растачивании требуется за один установ заготовки
на станке протачивать торцы фланцев, то на планшайбе станка распола-
гают радиальный суппорт, имеющий перемещение для радиальной подачи
резца. Последний называю? летучим резцом. В приводе радиальной по-
дачи резца (фиг. III, 71, а) появляется скрытая планетарная передача,
так как этот суппорт находится на вращающейся планшайбе, и поэтому
колесо в обкатывает колесо б. Эта скрытая планетарная передача дает
летучему суппорту вместе с резцом большое дополнительное радиальное
перемещение, не соответствующее величине нормальной радиальной
подачи. Чтобы «погасить», это дополнительное перемещение, в группу
подачи встраивают дифференциал (фиг. III, 71, б), через который про-
пускают два движения: одно — медленное движение радиальной подачи
через гитару is и другое — быстрое перемещение, гасящее избыточное
радиальное перемещение, получаемое от скрытой планетарной передачи,
через цепь: 1—4—5—6 Следовательно, кинематическая структура
станка с летучим резцом усложнилась.
В координатно-расточных станках, для возможности установки рас-
тачиваемых отверстий по любым координатам, кроме обычных элементов
и механизмов для растачивания отверстий, применяются специальные,
очень сложные устройства для отсчета заданных координат. Они сильно
видоизменяют и усложняют кинематику обычного расточного станка.
Можно принести еще пример изменения типовой кинематики, обу-
словленного технологическими требованиями к станку.
618
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
Если на зуборезном станке наряду с обычными обкатными кониче-
скими колесами требуется нарезать также полуобкатные конические
колеса (фиг. III, 71, в), то в типовую кинематическую структуру вносят
изменения в зависимости от применяемых двух способов обработки.
Фиг. III, 71. Схемы изменений в
типовой структуре станков.
При первом способе обработки для нарезания малого колеса люлька
станка совершает неравномерное вращение, для чего в станок встраи-
вают механизм модификации (фиг. III, 71, г). Неравномерное вращение
люлька получает в результате того, что червяк червячной передач:-
люльки имеет два движения: равномерное вращение и неравномерно,
осевое перемещение от механизма модификации через гитару модифика-
ции iz. При втором способе обработки резцовая головка должна находиться
под углом к оси вращения люльки (фиг. III, 71, д). В этом случае кони-
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
619
ческие колеса нарезаются не плоским, а коническим производящим ко-
лесом. Передавать движение к наклоненной резцовой головке, когда
валы не соосны, можно либо через шарнирный телескопический валик
(Фиг. III, 71, а), который не способен передавать большие крутящие
моменты, либо оказывается необходимым усложнить привод так, чтобы
через обычные зубчатые передачи можно было передавать движение на
несоосные валы (фиг. III, 71, ж). Такая передача свободно воспринимает
большие нагрузки. В обоих случаях кинематика станка в приводе к рез-
цовой головке отличается от типовой структуры зуборезного станка для
конических колес. Можно было бы привести еще много других примеров
дальнейшего развития структуры в связи с расширением требований
к технологическим возможностям станка, но в этом нет надобности —
достаточно приведенных выше примеров.
Кинематическая структура станка может расширяться и усложняться,
когда необходимо или расширить технологические возможности станка
или увеличить его производительность увеличением числа шпинделей,
зажимных позиций и секций или когда станок предназначается для
встраивания в автоматическую линию.
При расширении технологических возможностей станка последний
становится многоструктурным станком, на котором можно получить
несколько различных сочетаний исполнительных движений формообра-
зования, деления и врезания, что позволяет обрабатывать заготовки
изделий различной формы разными инструментами при выполнении раз-
личных технологических операций. В целом кинематическая структура
широкоуниверсального станка предусматривает выполнение на нем всех
требуемых работ. При выполнении одной из них работает только часть
станка, при одной его частной структуре. Следовательно, и в этом случае
в станке необходимы устройства, позволяющие переходить от одной
частной структуры к другой. В таких многоструктурных станках воз-
можность создания нескольких различных частных кинематических
структур достигается различными приемами.
Существуют три основных приема перехода от одной из частных
структур станка к другой. .Первый прием заключается в том, что пооче-
редно используют имеющиеся кинематические исполнительные звенья,
не снимая их со станка, и поэтому в нем нет ни одного сменного узла.
При другом приеме, наоборот, меняют не только отдельные звенья станка,
но и целые узлы. При третьем приеме применяют и то, и другое, исполь-
зуя сменные узлы только частично.
Примером многоструктурного станка может служить станок для
нарезания глобоидных червячных пар. Например, станок мод. 549 состоит
из 12 частных структур. На нем можно обрабатывать глобоидные червяки
и сопряженные с ними червячные колеса резцовыми головками, фрезами,
шеверами, шлифовальными кругами и притирами и производить как
черновые, так и чистовые операции. Этот станок имеет различные спе-
циальные устройства, при помощи которых составляется та или иная
частная структура. К таким устройствам относится, например, ряд сое-
динительных кулачковых муфт. Кроме этих межструктурных устройств,
станок имеет три накладные фрезерные и шлифовальные головки, при-
меняемые в сочетании с одной из имеющихся частных структур.
Структуры станков иногда могут несколько различаться, если эти
станки многошпиндельные и многоместные, когда на станке обрабатыг
вается сразу несколько деталей с одновременной загрузкой его заготов-
ками и снятием готовых деталей во время обработки других заготовок.
620
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧИЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
В таких станках кинематическая структура усложняется параллельными
цепями, и станки становятся многопозиционными.
Параллельные позиции станка, несколько шпинделей или суппортов
иногда оформляют в виде отдельных агрегатов, с отдельными независи-
мыми, но повторяющимися кинематическими структурами, и тогда ста-
нок становится многосекционным. Обычно секции располагаются на об-
щей станине. Такие станки могут одновременно обрабатывать однотип-
ные или различные детали. Примером такого многосекционного станка
может служить двухсекционный зубофрезерный станок, на общей станине
которого устанавливаются две секции, одинаковые по кинематике и кон-
струкции.
Общая кинематическая структура всех многошпиндельных, много-
позиционных и многосекционных станков усложняется дополнительными
однотипными кинематическими группами и межгрупповыми кинема-
тическими связями.
Станки с многообразной структурой, т. е. многоструктурные, не могут
быть отнесены к какому-либо определенному классу типовых кинемати-
ческих структур. Поэтому общая структура такого станка определяется
классом той частной структуры, которая создает исполнительные движе-
ния формообразования с наибольшим числом элементарных движений.
При встраивании станков в автоматические станочные линии значи-
тельно разрастаются и усложняются кинематические группы движений
управления; из-за этого кинематическая структура каждого отдельного
станка может также видоизменяться.
Рассмотреть в настоящем разделе кинематическую структуру авто-
матических станочных линий не представляется возможным. Но сформу-
лированные выше теоретические положения, относящиеся к кинематиче-
ской структуре станков, могут быть использованы также при анализе
кинематической структуры станочной линии, если последнюю рассматри-
вать как единое целое, как отдельный агрегат. Кинематическая струк-
тура любого отдельного станка состоит из внутригрупповых и межгруппо-
вых кинематических связей, которые по отношению ко всей станочной
линии являются внутристаночными связями. Следовательно, станочную
линию можно рассматривать как состоящую из внутристаночных и меж-
станочных связей. Последние имеют свои специфические особенности,
и они рассматриваются отдельно в VI разделе книги.
Повышенные требования к точности обработки можно в некоторой
мере удовлетворить изменением типовой кинематической структуры
станка путем: улучшения структуры .внутренних кинематических связей;
увеличения числа элементарных движений, составляющих сложные
исполнительные движения при помощи корректирующих устройств, и
применения немеханических внутренних связей.
Повысить точность работы внутренних кинематических цепей можно
применением в такой цепи цилиндрических колес с прямым зубом, а не
цилиндрических колес с винтовым зубом, конических колес или других
передач со скрещивающимися осями. Это положение можно продемон-
стрировать на зубодолбежных станках мод. 5А12 и 5В12.
По своим основным размерам, числу и характеру кинематических
групп, конструктивной компоновке и оформлению обе эти модели оди-
наковы. Они различаются числом и характером звеньев внутренней кине-
матической цепи деления с гитарой ix (фиг. III, 72), связывающей вра-
щение зуборезного долбяка с вращением заготовки. На ползуне долбяка
и на шпинделе заготовки в обоих станках имеются точные червячные
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
621
передачи, но между валами червяков этих передач в станке мод. 5А12
(фиг. III, 72) располагаются четыре конические и две цилиндрические
передачи, а в станке мод. 5В12 (фиг. III, 73) 11 цилиндрических передач,
тогда как конических передач в этом станке нет.
Вследствие замены в цепи деления всех конических передач цилин-
дрическими на зубодолбежном станке мод. 5В12 можно изготовлять
зубчатые колеса более высокого класса точности, чем на станке мод. 5А12.
Фиг. III, 72. Кинематическая схема зубодолбежного станка мод. 5А12.
Правда, такое изменение структуры цепи деления привело к увеличе-
нию числа зубчатых колес (вместо 16 в станке мод. 5А12 станок мод. 5В12
имеет 21 колесо), но при цилиндрических передачах точность работы цепи
деления в станке мод. 5В12 резко повысилась. Кинематическая точность
этого станка может быть еще больше повышена уменьшением числа зуб-
чатых колес и исключением из цепи одного реверса Рг или Р2. Один реверс
в цепи деления (любой — Рх или Р2) нужен при переналадке станка на
нарезание колеса с внутренним зубом^ второй позволяет изменять направ-
ление всего движения обката. Этой возможностью пользуются в том слу-
чае, когда режущие кромки на одной стороне всех зубьев долбяка зату-
пились, а на другой еще нет, с тем чтобы лучше использовать дорого-
стоящий режущий инструмент. Так как второй реверс должен изменять
направление всего исполнительного движения (В1В2)) то он должен
находиться во внешней кинематической связи, т. е. в цепи подач, а не во
внутренней связи, как это сделано в станках мод. 5А12 и 5В12.
Вынесение одного реверса за пределы делительной цепи позволяет
уменьшить число звеньев в последней и освободить ее от лишних передвиж-
ных зубчатых передач, которые вследствие осевого перемещения имеют,
естественно, более низкие показатели кинематической точности.
622
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
Вообще, правильное размещение органов настройки — реверсов, ги-
тар, коробок скоростей и подач и т. д. — в кинематических группах стан-
ков влияет не только на точность, производительность и себестоимость
станка, но и на ряд других эксплуатационных показателей.
В прецизионных станках, особенно зубошлифовальных, где нет боль-
ших нагрузок, избегают применять во внутренних связях зубчатые ко-
Фиг. III, 73. Кинематическая схема зубодолбежного станка мод. 5В12.
леса. Вместо них применяют барабаны с лентами как между параллель-
ными, так и между перекрестными валами; так сделано, например, в зубо-
шлифовальном станке для прямозубых конических колес, мод. KS-42.
фирмы Мааг (фиг. III, 74). В цепи профилирования, между люлькой, при-
водимой в движение червячной передачей 18—19, и шпинделем заготовки
нет ни одной зубчатой передачи. Цепь состоит из трех ленточных передач
между валами /, II, III, IV, причем ленточная передача между ва-
лами II и III — сменная и заменяет зубчатую гитару профилирования.
Такие цепи профилирования обеспечивают очень высокую кинематиче-
скую точность ставка. Правда, при больших нагрузках такие передачи
не применяются.
Если во внутреннюю связь ввести корректирующий механизм, тс
кинематическая точность станка значительно повышается, но кинематиче-
ская структура станка значительно усложняется, как, например, этс
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
623
имеет место в зубофрезерных станках мод. 543 завода «Станкоконструкция»
(см. фиг. III, 47) и РН-30 фирмы Д. Браун (см. фиг. III, 49).
При определенных условиях применение немеханических внутренних
связей вместо механических приводит или к повышению кинематической
точности станка, или к более устойчивому получению высокой точности.
В качестве примера можно указать на зубошлифовальные станки с червяч-
ным кругом мод. 5А833 завода «Комсомолец» (см. фиг. III, 56) и мод. ZA
фирмы Рейсхауэр (см. фиг. III, 70).
Оба эти станка дают примерно одну и ту же точность обработки, однако
станок мод. 5А833 требует по сравнению с мод. ZA большей пригонки при
изготовлении, а для поддержания первоначальной точности работы —
Фиг. III, 74. Кинематическая схема зубошлифовального станка мод. KS-42 (фирмы Мааг).
более частого регулирования во время его эксплуатации. В станке
мод. ZA внутренняя связь кинематической группы движения резания Фо,
в основном определяющая точность работы всего станка, — электромеха-
ническая, более короткая и простая: она содержит всего лишь шесть зуб-
чатых пар с параллельными осями вращения. Нет передач с пересекаю-
щимися или перекрещивающимися осями вращения, дающих наибольшие
кинематические ошибки.
Динамические факторы также влияют на кинематическую структуру
станка. Так, в некоторых станках, в которых при обработке различных
деталей возникают в одной и той же группе малые и большие нагрузки,
имеются две внешние связи. Например, в станках для фрезерования резьб
с нормальным шагом (фиг. III, 75, а) используется привод подачи, который
присоединен к винторезной цепи в точке 5 между гитарой ix и шпинделем,
а при фрезеровании резьб увеличенного шага работает второй участок
624
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
привода подачи, присоединенный в точке 8 между винторезной гитарой ix
и ходовым винтом, В последнем случае крутящий момент будет достаточ-
ным для преодоления больших усилий, возникающих на ходовом винте
при нарезании. Два привода к столу имеют некоторые зубофрезерные
станки. Стол имеет две червячные передачи (фиг. III, 75, 6). При черновом
нарезании, при больших нагрузках, используется червячная передача
с большим модулем и небольшим числом зубьев (верхняя передача на
фиг. III, 75, б), а при чистовой обработке движение сообщается столу
через вторую червячную передачу, с меньшим модулем и очень большим
числом зубьев. В структуре появляются параллельные цепи.
Такие же цепи имеются в приводе к продольному суппорту у токарно-
винторезных станков: один привод — через ходовой винт для нарезания
резьб, а другой — через ходовой винт и реечную передачу, используемые
при токарной обработке.
При наличии в каждой кинематической группе отдельного двигателя
удается получить более простую кинематическую структуру станка,
так как двигатели в этом случае могут быть взяты с различными энергети-
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА СТРУКТУРУ СТАНКА
625
ческими характеристиками. Но в этом случае нельзя получить постоянную
подачу на оборот шпинделя, которую очень важно обеспечить при чистовой
обработке. Для получения постоянной подачи на оборот в схему встраи-
вают межгрупповую связь. Например, в тяжелом токарном станке
(фиг. III, 75, в) шпиндель получает вращение от электродвигателя, а про-
дольный суппорт — движение от гидроцилиндра. Межгрупповая связь
идет от шпинделя через точки 3 и 4 к ходовому винту, который связан
с золотником Зг. Ходовой винт получает два осевых перемещения: П2 —
от перемещения суппорта гидроцилиндром в одну сторону и Л1— от
вращения ходового винта в другую сторону. Эти перемещения по скорости
всегда одинаковы. Если один из двигателей меняет свою скорость, то
межгрупповая связь автоматически перемещает золотник 319 изменяя
скорость второго двигателя таким образом, чтобы сохранилось постоянство
подачи на оборот. Введение межгрупповой связи усложняет кинематиче-
скую структуру станка.
Уменьшение вспомогательного и подготовительно-заключительного
времени увеличивает производительность станка. Поэтому иногда идут на
усложнение кинематики для того, чтобы уменьшить время кинематической
и технологической настройки станка. Например, в затыловочных станках
в схему вводят лишнюю цепь дифференциала.
На фиг. III, 42 была показана кинематическая структура затыловоч-
ного станка в четырех вариантах. Изменения структуры в этих вариантах
вызваны желанием упростить кинематическую настройку станка.
Гитару деления ix в зубофрезерных станках (см. фиг. III, 20, в) разме-
щают так, чтобы при нарезании сопряженного зубчатого колеса не пере-
страивать гитару дифференциала iy и тем самым уменьшить время наладки
станка.
Изменяют кинематическую структуру станка с учетом и других, не
рассмотренных здесь факторов и требований, но и из приведенных примеров
видно, что эти изменения не нарушают типовую структуру, а только
несколько видоизменяют и дополняют ее.
Этими примерами не ограничивается возможность улучшения кине-
матической структуры станков с целью повышения точности, Цроизводи-
тельности и устойчивой работоспособности станка.
Ачеркан 159
РАЗДЕЛ IV
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ
СТАНКОВ
ГЛАВА I
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
§ 1. ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА И ЕГО ОСОБЕННОСТИ
Гидравлический привод широко применяют в очень многих отраслях
машиностроения, в том числе и в станкостроении. В настоящее время
трудно назвать область техники, где нельзя было бы эффективно исполь-
зовать те или иные свойства гидравлического привода.
Большие эксплуатационные достоинства, широкие потенциальные
возможности, быстродействие и высокий к. п. д. гидравлического при-
вода делают его почти универсальным средством автоматизации техноло-
гических процессов.
Применения гидравлического привода в станкостроении очень разно-
образны. Он используется, в частности, в агрегатных станках, автомати-
ческих линиях, станках с программным управлением. В станках некото-
рых групп (например, протяжных и шлифовальных) он почти полностью
вытеснил приводы других типов. В последнее время гидравлический при-
вод находит применение в синхронизирующих устройствах, в системах
путевого управления и т. д. По ряду признаков несомненно, что автома-
тизация технологических процессов в машиностроении будет в дальнейшем
развиваться в направлении еще более широкого применения средств
гидроавтоматики.
Начало гидрофикации станков относится примерно в 1925 г. Гидравлика
получила применение прежде всего в таких станках, в которых требовалось
малое давление рабочей жидкости, например, в шлифовальных. В 1934—
1935 гг. в ЭНИМСе были спроектированы гидрофицированные станк:
работающие с малыми скоростями и на больших давлениях, — агрегат-
ные сверлильные, расточные, фрезерные. В дальнейшем этим же инст:> -
тутом была выполнена большая работа по нормализации различной гидр -
аппаратуры и гидравлических схем для станков многих типов. Вследств; .
этого значительно сократились затраты времени на проектирование гидр-
фицированных станков и стало возможным развитие методов типовог
проектирования их с применением унифицированных аппаратов управ.тт
ния, проверенных на опытных базах.
При помощи жидкости можно осуществлять любые непрерывны
и прерывистые перемещения силового органа, в частности наибо.ты
распространенные в машинах прямолинейное возвратно-поступательн -
и вращательное движения.
Принципы работы гидроагрегатов, используемых в современных сте-
ках для получения движений обоих этих видов, известны из предыдуше"
(см. стр. 41, 103 и 175).
Гидравлический привод любого типа состоит из двух основных чаете-
насоса. являющегося первичной частью привода, и питаемого насос - *
ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА
627
гидродвигателя, который служит вторичной частью этого привода. Насос
создает давление (напор) в рабочей жидкости за счет затраты механической
энергии. Гидродвигатель — силовой цилиндр или двигатель вращатель-
ного движения — предназначен для преобразования, созданного насосом
напора в механическую работу. Таким образом, напор насоса обеспечивает
необходимую силу в рабочем цилиндре или крутящий момент на валу
гидромотора, а ток жидкости создает необходимую скорость движения
рабочего органа. Следовательно, гидравлический привод относится
к числу машин-преобразователей (трансформаторов энергии) с закончен-
ным энергетическим процессом.
Насос и гидродвигатель связаны с механизмом управления, обеспе-
чивающим необходимую последовательность всех этапов рабочего цикла
станка. В этот механизм входят устройства для регулирования скорости
и реверсирования, редукционные и обратные клапаны, реле и пр. Аппа-
ратура управления монтируется на специальной панели.
Потери энергии в гидросистеме складываются из: а) объемных потерь,
обусловленных утечкой рабочей жидкости; б) гидравлических потерь,
обусловленных падением давления; в) механических потерь — на трение.
Механические и гидравлические потери в гидравлическом приводе, на-
ходящемся в исправном состоянии, значительно меньше объемных
потерь.
Скорость гидродвигателя изменяется посредством изменения коли-
чества жидкости, которая поступает в единицу времени в этот двигатель
или выходит из него, реверсирование — изменением направления потока
жидкости, поступающей в гидродвигатель. Равномерное движение гидро-
двигателя, а следовательно, и постоянство скорости движения, жестко
связанного с ним узла возможно лишь в том случае, если нагрузка его от
всех сил полезных и вредных сопротивлений остается постоянной, гидро-
система герметична и в ней отсутствует воздух.
В машинах-преобразователях с законченным энергетическим процессом
неизбежны дополнительные потери энергии, которые связаны с преоб-
разованием одной формы энергии в другую и характеризуются к. п. д.
Экономически оправдали себя гидравлические приводы мощностью
V > 0,45 квт\ при N < 0,45 квт применяются обычно электрические
приводы.
При больших величинах крутящего момента и больших тяговых
силах рекомендуется применять гидропривод. Стоимость проектиро-
вания, изготовления, монтажа и эксплуатации этого привода значительно
ниже, чем электрического той же мощности; первоначальная стоимость
гидроагрегата в 2,5—3 раза^меньше.
Быстродействие системы и ее динамическая характеристика прак-
тически оцениваются отношением наибольшего крутящего момента Мтах
или наибольшей тяговой силы Р) к моменту инерции J ротора, т. е. вели-
чиной а =	. В электротехнике, как известно, существует предел
этого отношения, ограниченный величиной крутящего момента на единицу
веса железа якоря электродвигателя. С увеличением мощности отноше-
ние а падает. Наибольший крутящий момент, развиваемый гидроагрега-
том, ограничивается только прочностью деталей, следовательно, выбором
материала.
Динамическую характеристику проектируемого гидравлического
тривода и его быстродействие можно улучшить уменьшением движу-
щихся масс. Современные гидравлические приводы могут иметь весовую
628
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
характеристику примерно 5,5—8 н/квт, что пока еще недостижимо для
электрического привода.
Габаритные размеры электрооборудования и электроаппаратуры опре-
деляются температурным режимом и плотностью магнитного потока;
для высококачественной электротехнической стали и сплава пермендюр
она не превышает 0,20—0,25 тл, что соответствует удельной силе момента
примерно 20-105 н/м2 и конструктор здесь ограничен в отношении выбора
материала. При проектировании же гидроустройств конструктор может
выбирать материал значительно свободнее.
Практика эксплуатации гидросистем машин вообще и станков, в част-
ности, показывает, что наибольшая протяженность трассы давления
(напорной трассы) обычно не превышает 40—50 м. Напротив, протяжен-
ность электротрассы ничем не ограничена.
В части достижения точности срабатывания возможности электро-
и гидроаппаратов примерно одинаковы. Однако гидропривод позволяет
регулировать скорости и давления бесступенчато по любому заданному
закону, притом более простыми средствами, чем при применении электри-
ческих или электронных устройств. Точность перемещения под нагрузкой,
как, например, в гидрокопировальных станках, составляет в среднем
0,01 мм.
Наладка гидросистемы после монтажа производится только по одному
параметру — давлению, тогда как системы электрические, а тем более
электронные требуют наладки по нескольким параметрам. Поэтому оты-
скать дефекты сборки и монтажа гидросистемы значительно легче.
§ 2. РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДАХ СТАНКОВ
В гидравлических приводах станков в качестве рабочей жидкости,
передающей давление и сообщающей движение гидродвигателю, при-
меняют минеральные масла различных марок (см. ниже); в тяжелых
условиях эксплуатации, при длительной непрерывной работе, при работе
в условиях низких или высоких температур нужны жидкости с повышен-
ным сопротивлением окислению и с повышенной вязкостью. В таких
случаях применяют минеральные масла со специальными добавками.
Основной характеристикой при выборе и сравнении масел является
индекс вязкости, показывающий изменение вязкости масла в зависимости
от его температуры. Чем больше индекс вязкости, тем сорт масла ка-
чественнее, тем лучше оно очищено. Применением специальных синтети-
ческих присадок в масло можно достигнуть значительного увеличения
индекса вязкости.
Преобладающее применение в гидравлических приводах металлоре-
жущих станков получили минеральные масла. Как показывает практика,
индекс вязкости масла ~90 является наилучшим для гидравлических
приводов станков.
Обычно масла большой вязкости рекомендуется применять при высо-
ких давлениях, когда р> 100-105 н/м2 (100 бар), с целью уменьшения
объемных потерь и поддержания нормальной вязкости при повышенной
температуре.
Роторные радиально-поршневые насосы, работающие с давлением
р > 175 • 105 н/м2 (175 бар) дают хорошие результаты при применении масел
с кинематической вязкостью (14-2) • 10"4 м2/сек при температуре Т =
= 40° С; при работе на давлении р < 70 • 105 н/м2 (70 бар) рекомендуется
применять масло вязкостью (0,35—0,65) • 10"4 м2/сек, Масло вязкостью
РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДАХ СТАНКОВ
629
(0,60—0,65) • 10“4 м2!сек рекомендуется многими иностранными фирмами
для выпускаемых ими гидравлических приводов.
В приводах поступательного движения, работающих на средних давле-
ниях р — 30 • 105 н/м2 (30 бар) обычно применяют масла индустриальное 12
и индустриальное 20 по ГОСТу 1707—51. В приводах вращательного
движения пользуются маслами большей вязкости — турбинным 22 по
ГОСТу 32—53 и маслами машинным 30 и машинным 45 по ГОСТу 1707—51.
Масло должно быть достаточно однородным по химическому составу.
Однородность контролируется по температуре вспышки. Чем качество
очистки масла выше, тем — при прочих одинаковых условиях — масло
однороднее. Температура замерзания характеризует содержание в масле
влаги. Она взаимодействует с окислами металлов различных трущихся
пар в насосе, гидродвигателе и пр., а гидраты этих окислов, взаимодей-
ствуя с органическими кислотами, образуют мыла, которые служат
катализаторами процессов окисления масла, следовательно, ухудшения
его эксплуатационных качеств.
В масле довольно быстро накапливается конденсат. Большая его часть
осаждается на дне бака, а остальная часть, образуя с маслом эмульсию,
циркулирует в гидросистеме. Поэтому перед тем как заливать свежее
масло, необходимо очистить бак от остатков старого масла.
Исключительно большое значение имеет химическая стабильность
масла, которая характеризует его окисляемость в условиях высоких
температур и каталитического действия металла. Окисление масла сопро-
вождается образованием смолистых отложений, вызывающих залипание
(облитерацию) проходных сечений аппаратов управления.
Применением антиокислительной присадки ДФ-1 замедляют и даже
останавливает процесс старения и окисления масла.
Под влиянием аэрации масло начинает вспениваться, создает условия,
благоприятствующие образованию воздушных эмульсий, имеющих весьма
низкую плотность; это нарушает равномерность движения рабочих орга-
нов станка.
В качестве антипенных присадок в большинстве случаев применяют
силиконовые полимеры (полиметилсилоксаны). ‘
В СССР в качестве гидравлических жидкостей используют масла,
приготовленные из восточных парафинистых или сернистых нефтей,
без присадок, в чистом виде; индекс вязкости масел из этих нефтей в 2 раза
зыше, нежели малосернистых азербайджанских нефтей.
На основе проведенных исследований ВНИИ НП разработана для
гидрофицированных станков специальная рецептура масел с кинемати-
ческой вязкостью (0,3—0,6) • 10"4 мЧсек при 50° С на основе хорошо очи-
-пенного турбинного масла из восточных нефтей, с введением в него раз-
личных присадок — масло ВНИИ НП-403, с индексом вязкости 92МР
-У 12Н № 6-62. Это масло по некоторым показателям (например, по вспе-
чиваемости) превосходит многие импортные масла.
В связи с широким применением гидравлики в машинах-орудиях и
собенно в следящих системах большое значение приобрела сжимаемость
гасла и его способность растворять воздух. Растворенный воздух нару-
шает равномерность хода гидродвигателя, влияет на вязкость масла и
меньшает быстродействие гидроаппаратуры. Наибольшее влияние на
"астворимость воздуха в масле оказывают температура (Т), давление (р)
плотность р масла.
Из различных жидкостей (вода, масло индустриальное 12, трансформа-
-шрное масло, керосин) больше всех растворяет воздух керосин, меньше
630
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
всех — вода, а из минеральных масел — меньше всех масло индустриаль-
ное 12.
Если гидросистема работает на повышенном давлении, то сжимаемость
масла заметно влияет на динамическую жесткость станка, усиливая
опасность возникновения вибраций в системе.
Коэффициент сжимаемости масла характеризует его объемную упру-
гость и определяется по уравнению
(IVJ)
где р — плотность в кПм?\
р — давление в яАи3;
Т — температура в °C.
Так как р =	, где М — масса в кг и V — объем в м3, то
dQ	d("v)	dV
Q	M	И ’
V
и соотношение (IV, 1) можно написать также в форме
6 =---~~ м2/н.	(IV, lai
r	V dp	v
Следовательно, с увеличением давления коэффициент сжимаемости
уменьшается.
Плотность масла зависит в основном от давления и равна
Qr = e0(l +cB-DP2)r,	(IV, 2.
где р0 — плотность при атмосферном давлении и начальной температуре Т:
С и D — некоторые постоянные (коэффициенты), зависящие от темпера-
туры. Как показали испытания, в условиях работы станочных гидравличе-
ских приводов, при Т = 50-н60° С
С = 6,28-10~10 м2/н и £) = 1,14-10'17 м*/ц.2.
Тогда
$=Ь(С-2Ор),
следовательно,
C-2Dp	1у -
1+Ср-Р2р
Наибольшее распространение гидравлические приводы получили в ма-
шинах, для работы которых требуется давление р = (70-н200) • 10б н/м1
(станкостроение и прессостроение), в этом интервале давления коэффи-
циент сжатия масла может быть принят равным всреднем
р = 5,8-Ю"10 мЧн.
Удельное изменение емкости в результате сжатия масла будет (см
уравнение IV, 1а)
<IV-
РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ В ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРИВОДАХ СТАНКОВ
631
Коэффициент сжимаемости синтетических жидкостей, изготовленных
на различных основах (воде, фосфатных эфирах и др.), меньше коэффи-
циента сжимаемости масел и равен
р^З,5.10"10 мЧн.
При применении всех масел наблюдается облитерация, т. е. заращива-
ние (залипание) проходных сечений гидроаппаратов, в результате чего
происходит уменьшение, а с течением времени полное прекращение про-
текания масла через малые (иногда почти микронные) проходные сечения
органов распределения гидросистемы.
Облитерация зависит от свойств масла и материала, в котором обра-
зовано проходное отверстие и его формы, величины расхода масла и его
температуры. При прочих одинаковых условиях наибольшую склонность
к облитерации имеет трансформаторное масло. Облитерация сечения тем
больше, чем больше перепад давления и температура масла. Облитерацию
устраняют сообщая осевые или качательные колебания с частотой при-
мерно до 30 гц и амплитудой до 0,02 мм одной из сопряженных деталей,
образующих проходное отверстие.
ГЛАВА II
ТРУБОПРОВОД
§ 1. РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА И ЕГО МОНТАЖ
Различают трубопроводы простые и сложные, большой и малой протя-
женности.
В простом трубопроводе диаметр d и расход Q масла остаются постоян-
ными и отдачи масла по пути нет, т. е. расход масла — только транзит-
ный. Сложные трубопроводы состоят из сочетания простых трубопроводов,
соединенных последовательно параллельно, либо частью последовательнс,
частью параллельно, так называемое «комбинированное» соединение.
В трубопроводах малой протяженности наибольшая доля потеръ
давления обусловлена местными сопротивлениями. Гидросистемы станке з
обычно имеют трубопроводы малой протяженности, следовательно, наи-
большая доля потерь давления обусловлена местными сопротивлениям?
Линейные потери давления учитываются только при длине трубопро-
вода I г> 100d, где d — внутренний диаметр труб.
Сравнительно точно потери давления от местных сопротивлений мож?:’
определить в тех случаях, когда расстояние между соседними сопротивле-
ниями не меньше ~20d; если же эти расстояния меньше ~20d, то потер
от местных сопротивлений можно определить лишь ориентировочно.
Нормили каких-либо рекомендаций, ограничивающих допускаемое
величины потерь давления, не существует: их трудно регламентировать
потому, что многое зависит от качества монтажа, количества и вида гидр: -
аппаратов, количества фитингов и качества изготовления их и т. д.
Для расчета трубопровода должны быть известны его длина Z, расход J
проходящей по трубопроводу жидкости и ее плотность. Искомыми вели-
чинами являются диаметр d труб и потеря давления Др. Диаметр d опре-
деляют по расходу Q жидкости и скорости ее движения в трубе, пост-:
чего находят потерю давления Др. Скорость масла в трубопроводах Гидра-
влических систем станков выбирают в пределах 1—7 м/сек, в зависимост?
от протяженности трубопровода и его диаметра, условий монтажа гидроаг-
паратов, количества местных сопротивлений, форм фитингов. В отвер-
стиях привалочных поверхностей, в клапанах управления, в аппаратуре
распределения скорость прохода масла принимают v == 6^-7 мсек
в остальных случаях принимают v < 3-ь4 м/сек в зависимости от диа-
метра трубопровода. Например, для трубопровода с d = (12-4-50) ж»
рекомендуется скорость масла о — 3 4-3,5 м/сек, а если d >> 50 мм ре* >
мендуется принимать о = 3,54-4 м/сек.
Внутренний диаметр трубопровода определяют по формуле
d0 > 4,6 j/*—- мм,	(IV. *
где Q — расход в дм3/мин\ v — скорость масла в м/сек.
РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА И ЕГО МОНТАЖ
633
Гидросистемы станков обычно имеют короткие трубопроводы, поэтому
потери давления определяются только от местных сопротивлений, т. е.
з долях скоростного напора. В таком случае
7(2
Др = *оУ^.
Так как о = 4-, то Др = Коу 1^->
I	2gn£aZ
али окончательно	<
Др= 1,6.1О-«уКо^-б,	(IV, 6)
где у — вес единицы объема масла в н/м3;
g — ускорение силы тяжести в м/сек2;
Q и dQ — имеют указанные выше (стр. 632) значения;
KQ — безразмерный суммарный коэффициент местных потерь
в напорной и выходной трассах, определяемый формулой
ММ»	(IV, 7)
а — поправочный коэффициент на турбулентность
Ki — суммарный коэффициент местных потерь в напорной трассе;
К2 — суммарный коэффициент местных потерь в сливной трассе;
F2 — площадь силового поршня со стороны штока;
М — площадь силового поршня со стороны, противоположной
штоку;
Re — число Рейнольдса.
Как показали эксперименты, значения коэффициентов местных потерь
для масла мало отличаются от значений этих коэффициентов для воды,
имеющихся во многих справочниках.
В некоторых случаях при расчете гидросистем станков, имеющих
разделенные потоки, удобнее пользоваться уравнением (IV, 6), но в обоб-
щенном виде. В таком случае, введя обозначение
получим
Ap = /?xQ2.	(IV, 6')
Коэффициенты £ местных сопротивлений определяются эксперимен-
тально. Некоторые значения их: для трубы, изогнутой по радиусу г —
= (2,5ч-5) d, коэффициент С — 0,3; для колена с фитингами на резьбе
_ = 0,72; для шарового клапана £ = 10,0; для обратного клапана £ = 2,5.
Арифметически складывая величины коэффициентов местных сопротивле-
ний для напорной и для сливной трасс, получают суммарные коэффициенты
тотерь и К2:
Ki =	+ £2 + Сз + • • • и К2 — Ci + £2 + Сз + • • •
Подстановка этих значений и К2 в уравнение (IV, 7) дает общий
коэффициент Ко местных потерь.
634
ТРУБОПРОВОДЫ
Проходные сечения отверстий в гидроаппаратуре рассчитывают по
уравнению
Q = ^y^-(P1-p2),	(IV,9)
Здесь р — коэффициент расхода; для масел р = f (Re); в диапа-
зоне значений числа Рейнольдса Re = 40-4-40 000 для
отверстий с острыми кромками р = 0,60-4-0,65; для
отверстий с закругленными или притупленными кром-
ками р = 0,8-н0,9; форма сечения мало влияет на
коэффициент расхода (например, этот коэффициент
почти одинаков для узкой щели и для зазора в виде
кольцевой щели);
f — площадь отверстия (сечения) для прохода масла;
рх — р2 — перепад давления в рассчитываемом отверстии.
Для расчета дросселей принимают р = 0,72—0,74.
Монтаж гидросистем станков производится на стандартных стальных
бесшовных холоднотянутых и горячекатаных трубах; для внутреннего
Фиг. IV, 2. Соединение трубопровода
в приварку:
1 — штуцер; 2 — гайка; 3 — шаровой
ниппель.
Фиг. IV, 1. Соединение трубо-
провода в развальцовку:
/ — штуцер; 2 — гайка; 3— ниппель.
монтажа, в стесненных местах применяют медные трубы по ГОСТ\
617—53. Для соединения труб служат различного рода фитинги ка?:
стандартные, так и нормализованные ЭНИМСом.
Холоднотянутые трубы применяют для трубопроводов с наружные
диаметром dH < 30 лш, горячекатаные — при dH 30 мм. Материал
труб — стали 10 и 20 по ГОСТу 1050—60.
В развальцовку (фиг. VI, 1) соединяют медные трубы и тонкостенные
стальные (с толщиной стенки 6 < 1,6 мм) по ГОСТу 8734—58 и 8732—58
Наибольшее допускаемое давление для медных труб ртах = 80-Ю6 н/лг
Приваркой (фиг. IV, 2) соединяют толстостенные (6 > 2 мм) стальные
трубы. Для давлений р < 200-105 н/м2 применяют трубы из стали h
с dH < 63 мм и 6 < 8 мм для давлений р < 320-105 н/м2 — трубы к:
стали 20 с теми же размерами dH и 6.
Для труб dH > 63 мм применяют фланцевое соединение (фиг. IV, 3
в этих случаях толщина стенок труб из стали 206 = 6-4-20 мм, в зависи-
мости от давления.
В некоторых случаях, например в стесненных местах, для облегчен?:?
монтажа применяют бесштуцерные соединения трубопроводов, непосред-
ственно на конической резьбе (фиг. IV, 4).
ИЗМЕНЕНИЕ ЕМКОСТИ ГИДРОСИСТЕМЫ
635
Стальные трубы на заданный размер отрезают на специальном станке,
с одновременным снятием фасок 45° х 0,5 для соединения приваркой.
Сваривают постоянным током электродом марки УОНИ 13-45 диаметром
3 мм. Для предохранения резьбы штуцеров от коррозии рекомендуется
оцинкование.
Трубы гнут на специальных трубогибочных станках. Трубы с dH <
С 30 мм и S < 2 мм гнут в холодном состоянии, без заполнения их песком,
Фиг. IV, 3. Соединение тру-
бопровода фланцевое:
/ — штуцер: 2 — фланец; 3 —
уплотнение; 4 — труба.
трубы большего диаметра предва-
рительно заполняют сухим песком.
Перед монтажом труб на станке их
проверяют на прочность гидроста-
Фиг. IV, 4. Соединение трубо-
провода резьбовое.
тическим давлением, после чего все годные трубы заглушают с обоих кон-
дов деревянными пробками, чтобы предупредить загрязнение. Окалину
и песок, иногда остающиеся после гибки и сварки труб, необходимо тща-
тельно удалить.
При монтаже трубопровода на станке следует избегать приложения
сколько-нибудь значительных сил при установке его на место, во избе-
жание деформирования резьбы труб, фитингов и аппаратуры.
На основе ГОСТ 356—52 (теперь ГОСТ 356—59) ЭНИМСом была раз-
таботана нормаль (Н43-1) на условные, рабочие и пробные давления для
насосов, гидромоторов, силовых цилиндров и гидроаппаратуры.
На условные давления (ру) регламентирована вся аппаратура управле-
ния и регулирования в предположении, что она работает при отсутствии
ударов и толчков. На рабочее давление (рр) обычно рассчитывают насосы,
предназначенные для длительной работы. Испытания трубопровода,
корпусов насосов и аппаратов на прочность производят на пробное дав-
ение (рпр), которое назначается в зависимости от условного давления и при
2.5• 105 < ру < 500- 10б н/м2 превышает ру на 60—30%.
§ 2. ИЗМЕНЕНИЕ ЕМКОСТИ ГИДРОСИСТЕМЫ
Силы, возникающие в гидросистеме, воспринимаются рабочей жидко"
:тью и передаются трубопроводу; он при этом деформируется, и объем
нго изменяется. Скорость изменения деформации мала, поэтому инер-
плей деформирующейся массы пренебрегают и любое промежуточное ее
изложение считают равновесным.
Работа внутренних сил упругости равна работе внешних сил, пере-
::дящей в потенциальную энергию деформированной системы. При изме-
нении нагрузки накопленная потенциальная энергия способна в опре-
деленных условиях изменить скорость и ускорение гидродвигателя и
-нрушить установившееся его движение; все это способствует возникно-
вению колебаний в гидросистеме.
636
ТРУБОПРОВОДЫ
Работа сжатия жидкости равна
А = др-ду. =	рг дж,	(IV, 10)
где Др — прирост давления в системе в н/м2\
V — объем масла в системе в м3 на стороне нагнетания, равный
сумме: половина объема силового цилиндра (если привод
поступательного движения) плюс объем напорного трубопро-
вода и плюс половина расхода насоса на один оборот; если
привод вращения, то вместо половины объема силового ци-
линдра в объем V входит половина расхода гидромотора
на один его оборот;
р и р0 — соответственно конечное и начальное давления в системе
в н!м2\
— коэффициент сжимаемости масла (см. стр. 630).
Эта работа преобразуется в тепло, нагревая масло.
Нагреву масла в еще большей степени способствует дросселирование
его. Под влиянием изменений температуры изменяется и объем гидроси-
стемы. Кроме того, в результате объемных потерь через различные не-
плотности циркулирующий в системе расход масла изменяется и также
изменяет объем системы.
Способность гидросистемы оказывать сопротивление действующим
силам называется ее жесткостью.
Если изменение объема системы происходит под действием сил упру-
гости, то такое изменение характеризует динамическую жесткость си-
стемы; она тем больше, чем меньше накопленная потенциальная энергия
деформированной массы.
Объемные потери циркулирующего масла характеризуют кинемати-
ческую жесткость системы. Чем она меньше, т. е. чем больше утечки,
тем больше неравномерность хода гидродвигателя.
Для оценки кинематической жесткости системы основное значение
имеет, однако, не величина объемных потерь, а их изменение в зависи-
мости от режима и характера нагрузки.
Объемные потери, обусловленные неплотностями в системе, опреде-
ляются зависимостью
=*= ®Рн М3!мин,	(IV, 11
Чо
где V — объем коммуникаций.системы (см. выше) в м3;
Qo — геометрический расход насоса (т. е. расход при р = 0)
в м3/мин;
а — общий коэффициент объемных потерь в системе (насосе, панел?:
управления и гидродвигателе) в м3/мин на 1 н/м2\
рн — давление насоса в н!м2.
Значения коэффициента объемных потерь о для насосов некоторыл
типоразмеров приведены ниже.
Роторно-поршневые насосы
Модель насоса...................... 709	712 715
10'11 «о мР/н-мин................... 64	133 320
Шиберные (пластинчатые) насосы мод. Г12 р < 65»105 н/ж2
103-Q мР/мин = 5	8	12	18 25 35	50 70 100 200
10и-а	49,5 46,5 55 72	69	77 108 123 123 233
ИЗМЕНЕНИЕ ЕМКОСТИ ГИДРОСИСТЕМЫ
637
Шестеренные насосы мод. 11-22 р < 25*1О6 н/м2
103-Q ти3/мин = 12	18 25 35 50 70 100 125
10п-о мъ/н-мин = 144 160 256 300 366 500 560 480
Объемные потери в гидроаппаратуре, панелях управления и силовых
цилиндрах значительно меньше (примерно в 100 раз и более, чем объемные
потери в насосах).
Упругие деформации-гидросистемы складываются из сжатия масла
и деформации труб. Из соотношения (IV, Па) следует, что уменьшение
объема масла равно
ДУ = —ург Др м3,	(IV, 12)
где V — объем коммуникаций гидросистемы при р ® 0 в м3 (см.
стр. 636);
Ко — объемный модуль упругости масла, равный
к =4-=^ 286-ю7 н/м\
Рт
Др — увеличение давления в системе н/м2.
Наибольшие деформации трубопровода — в радиальном направлении.
Относительное изменение плотности масла в трубопроводе опреде-
ляется из соотношения [см. также уравнение (IV, 1) 1
р_рв = Др=Х^Ко = _|е.Ко,
Со	Со
где р и р0 — соответственно конечное и начальное давление в трубопро-
воде. Изменение радиуса трубопровода под действием давления, соответ-
ствующее этому значению перепада давления Др,
где 7? о и R— соответственно начальный и конечный радиусы трубо-
провода;
6 — толщина его стенки.
Работа сжатия масла в трубопроводе [см. уравнение (IV, 10)1
4« = ^jApd(Ae),
и после подстановки сюда
d (Др) = X-d (Др)
« интегрирования получается
= дж-
□ругая постоянная масла в том же трубопроводе
9 =	М61н,
уменьшение объема масла в трубопроводе
ДУ = 0 Др м3.	(а?
638
ТРУБОПРОВОДЫ
Работа расширения стенок трубопровода составит
АТр = 2nRol J Ар d (Д/?) дж.
и, подставляя сюда AR = Ар (см. выше), после интегрирования
получим
АТр= Лр2 = 01 дж’
где 0J — упругая постоянная трубопровода, равная
nR?.l
01 = - др  МЪ/н.
оЕ
Следовательно, увеличение емкости трубопровода в результате де-
формации его стенок равно
ДУГр = 01 Ар м\	(б)
Работа упругой деформации гидросистемы (сжатие масла плюс изме-
нение толщины стенок трубопровода)
А о = Ам АТр = (0 + 0Х) (Др)2 = 0О (Др)2 дж, (IV, 13)
где 0О = 0 4- 0Х — суммарная упругая постоянная системы.
Соответственно этому изменение емкости гидросистемы будет
дуо = ду 4- дуГр = (0 4- 0Х) Др = 0О Др ма. (IV, 14)
Упругая постоянная масла, находящегося в силовом цилиндре, если
привод — поступательного движения, и 0Х— упругая постоянная ма-
териала стенок силового цилиндра, определяются следующими соот-
ношениями:
0х = -^=-^£-,
° ~ 2К0 “ 2К0 ’	.	61£	б1£
где R 0 — радиус цилиндра;
/х — его длина;
бх — толщина стенки цилиндра.
Пользуясь выражением (IV, 13), определяют полную потенциальную
энергию гидросистемы
П = (0О 4- cFi/i) (Др)2 дж, .	(IV, 15)
где
0О = (0 4- 01) м5/н.
Отношения упругих постоянных масла 0 и трубопровода 0Х
упругая постоянная
трубопровода 0Р
6 _
0i ~ 2#0л/$ ~ 2Кояо ’
масла 0 в .j-Jnar раз больше упругой постоянной
ИЗМЕНЕНИЕ ЕМКОСТИ ГИДРОСИСТЕМЫ
639
Например, при 6 = 0,2 см = 0,2-10-2 м, Е = 2-1011 н/м\ KQ =
= 1,6-109 н/м* и 7?0 - 1,3 см = 1,3-10~2 м,
6 __	0,2.10-2-2. Ю11 __ 0,2-10» _ 1П
0! “ 2-1,6-10».1,3-IO"2 2,08-107 ^1и‘
В некоторых случаях (это зависит от диаметра трубопровода и толщины
его стенок) упругой постоянной 0х трубопровода можно пренебречь.
Уравнением (IV, 13) пользуются при расчетах жесткости гидросистемы,
ее собственной частоты и при исследованиях неустановившегося движения,
а уравнением (IV, 14) — для определения времени задержки срабатыва-
ния гидроаппаратов (времени запаздывания).
Из уравнения (IV, 14), написанного в формуле
Др 1	1 п / 2
дГ = еГ-дГ = 17 Q н1м -мин>
где Q — количество масла, поступающего к данному аппарату, в м3/мин,
следует
t = ^-(Р2-Р1) мин.	(IV, 16)
Таким образом, чем больше упругая постоянная 0О системы, тем
больше, при прочих одинаковых условиях, и время срабатывания гидро-
аппарата.
Скорость распространения импульса давления в гидросистемах зави-
сит от диаметра трубопровода и вязкости масла, но совершенно не зависит
от давления. Так, например, при небольшой вязкости масла 3—5° Е
скорость распространения импульса давления v = 1050ч-1150 м/сек,
а при большой вязкости масла о = 740 м/сек при диаметре труб d ~ 5 мм
и v == 1000 м/сек при d = 12 мм. Следовательно, при всех практических
расчетах можно пренебрегать погрешностью, связанной с передачей и за-
паздыванием импульса давления.
ГЛАВА III
НАСОСЫ
§ 1. РАЗНОВИДНОСТИ ОБЪЕМНЫХ НАСОСОВ
Насосы, в которых преобразование энергии происходит в процессе
вытеснения жидкости из рабочих камер насоса, относят к объемным
насосам. Рабочей камерой объемного насоса называют пространство,
способное периодически изменять свой объем и сообщаться то с всасы-
вающей (приемной),-то с нагнетающей (напорной) полостью. В объемных
насосах эти полости постоянно герметически отделены одна от другой.
Орган насоса, непосредственно участвующий в процессе вытеснения
жидкости из рабочих камер, называют вытеснителем (поршень, плунжер,
лопасть и т. п.).
Насосы объемного типа, разнообразные по конструкции, подразделяют
по характеру процесса вытеснения в них жидкости на поршневые и ротор-
ные. В поршневых насосах жидкость вытесняется из неподвижных рабочих
камер, т. е. только в результате возвратно-поступательного движения
вытеснителей (поршней), как например, в эксцентриковых насосах
мод. Г17. В роторных насосах вытеснение объема жидкости из рабочих
камер происходит в процессе вращательного или вращательно-поступа-
тельного движения вытеснителей.
Роторные насосы могут быть: роторно-вращательными, в которых
вытеснители совершают только вращательное движение, как, например,
в винтовых или коловратных насосах, и роторно-поступательными,
в которых вытеснители, помимо вращательного движения, совершают
одновременно и возратно-поступательное движение относительно ротора.
В зависимости от формы вытеснителей и способа замыкания вытес-
няемого объема жидкости роторно-поступательные насосы подразделя-
ются на пластинчатые, как, например, насосы мод. Г12, и на роторно-порш-
невые с радиальным расположением поршней, как, например, в насосе
мод.ПЗ, и с аксиальным расположением поршней, как в насосе мод. МГ15.
В объемных насосах рабочие камеры во всасывающей полости обра-
зуются в результате совместного движения ротора и разделителя ил:*
ротора и статора. В определенный момент времени объем жидкости
вошедшей в рабочую камеру, замыкается и изолируется от приемной и
напорной полостей насоса, а в следующий момент времени вытесняется
в напорную полость насоса. Во время переноса жидкости из одной полости
в другую в рабочих камерах насоса всегда находится некоторый защемлен-
ный объем жидкости. Это понижает к. п. д. насоса, нагревает жидкость
и дополнительно нагружает детали насоса.
Клапанное распределение в объемных насосах применяется редко,
обычно функции клапанов выполняют каналы, имеющиеся в оси, на кото-
рой вращается ротор.
ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСОВ И ИХ ТИПАЖ
641
При аксиальном расположении рабочих камер в роторе обычно при-
меняется торцовое распределение при помощи специального диска с тор-
цовыми отверстиями; у одних насосов этот диск неподвижен, у других
он вращается синхронно с ротором [34].
Все роторные насосы обратимы, т. е. могут работать и как насосы —
потребители энергии и как гидромоторы — передатчики энергии.
§ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСОВ И ИХ ТИПАЖ
У насосов объемного типа расход не должен меняться при изменении
нагрузки, т. е. теоретическая характеристика Qq = f (р) любого объем-
ного насоса, в прямоугольной системе координат — горизонтальная
прямая (линия cHQ на фиг. IV, 5); вследствие неизбежности объемных
потерь в насосе реальная характеристика Q будет прямой, наклоненной
под некоторым углом к линии теоретической характеристики.
Чем больше объемные потери в насосе, тем больше этот угол. Рабочая
точка К на реальной характеристике Q ~ f (р) для данного режима работы
насоса определяется пересе-
чением характеристики со-
противления трубопровода а
с реальной характеристикой
насоса. Отсюда следует, что
необходимое давление насо-
са рк, устанавливаемое на-
стройкой пружины предо-
хранительного клапана, ра-
вно рн = Р1 + Др, где Pi —
давление, необходимое для
преодоления нагрузки гидро-
двигателя, а Др — потеря
давления в гидросистеме
станка, определяемая харак-
теристикой трубопровода,
см. уравнение (IV, 6). По
отрезку qH на оси ординат
определяется наименьший
коэффициент регулирования
Фиг. IV, 5. Характеристика объемного насоса.
ф насоса, а следовательно, и наимень-
шая скорость гидродвигателя — силового цилиндра, или вала гидро-
мотора, т. е. фт1п = ~^п -> где —постоянная насоса в м3/об;
п — число об/мин ротора насоса. Отрезок (в м?/мин) на оси ординат пока-
зывает объемные потери насоса при наибольшем давлении. Коэффициент
потерь насоса ан = —q—
Ртах
объемных
1 яЛи2).
mNh-muh (т. е. в м3/мин на
Дроссельное регулирование скорости резко изменяет реальную ха-
рактеристику насоса. Рабочая точка Ki в этом случае определяется пере-
сечением характеристики сопротивления трубопровода а с дроссельной
характеристикой Qdp (фиг. IV, 5). Поле характеристики cHdc показы-
вает избыточный расход насоса, подлежащий «стравливанию» в бак через
предохранительный (сливной) клапан, который необходим в этом случае
для поддержания постоянного давления ртах в системе. Поэтому любая
схема дроссельного регулирования требует, чтобы характеристика
41 Ачеркан 159
642
НАСОСЫ
объемных потерь сН насоса на всем диапазоне регулирования Od = рн
располагалась над характеристикой Qdp дроссельного регулирования.
Если на том же графике, но в другом масштабе, отложить изменение
проходного сечения отверстия дросселя, то точка, отвечающая сече-
нию Fo, определит начало дроссельного регулирования расхода насоса.
В интервале изменений сечения — FQ дроссель не будет изменять
расход насоса, так как сопротивление Др' в трубопроводе больше, чем
сопротивление дросселя. Поэтому при дроссельном регулировании, если
нужно расширить диапазон регулирования расхода насоса, необходимо
уменьшить сопротивление трубопровода; для этого требуется увеличение
диаметра трубопровода, уменьшение числа источников местных потерь
и т. д. Характеристика сопротивления трубопровода зависит не от типа
или от конструкции насоса, а только от размеров и конфигурации трубо-
провода, числа и вида фитингов и аппаратов управления.
При работе насоса давление во всасывающей трубе равно
h = ha-^Htc-^-'£h-hK м,
где ha — атмосферное давление в метрах ртутного или водяного
столба;
и Q — плотности соответственно масла и воды (или ртути) в оди-
наковых единицах;
— разность уровней свободной поверхности масла в баке и во
всасывающей полости насоса в м;
h — давление во всасывающей трубе в м;
v — скорость масла во всасывающей трубе в м/сек;
g — в м/сек2;
— потери давления во всасывающей трубе в м;
hK — потери давления в корпусе насоса в м.
Отсюда допускаемая высота всасывания
=	М.	(IV, 17»
При предельной, так называемой критической, высоте всасывания
возникает кавитация: в масле начинают интенсивно выделяться пары,
поток масла во всасывающей трубе отстает от ее стенок, и сечение потока
сужается.
Кавитация наступает в тот момент, когда давление во всасывающей
трубе уменьшится до давления упругости паров масла при данной тем-
пературе. В связи с этим критическая высота всасывания определяете-
условием	= гДе HtM — давление паров масла при данной
температуре t. Упругостью паров называют такое давление жидкости при
данной температуре, при котором начинается вскипание жидкости и сво-
бодное ее испарение. Пары рабочей жидкости, в данном случае минераль-
ного масла, заполняют до точки насыщения все замкнутое пространстве
всасывающей полости. Упругость паров масла очень мала, и это способ-
ствует более интенсивному проникновению воздуха во всасывающую по-
лость насоса, особенно при работе на горячем масле. Поэтому всасывающая
трасса должна быть абсолютно герметична и для обеспечения ее иногда
прибегают к погружению насоса под уровень масла в баке.
В минеральном масле всегда имеется растворенный воздух в количестве
7,5—13,5% по объему, и это сказывается на всасывающей способности
насоса и его характеристике. При непрерывной работе насоса наблюдаете*
ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСОВ И ИХ ТИПАЖ
643
некоторое уменьшение расхода жидкости. Это связано со вспениванием
масла и образованием воздушно-масляной эмульсии, в результате чего вса-
сывающая полость оказывается заполненной лишь частично маслом.
Попытки удалить растворенный воздух из масла длительным воздействием
вакуума не дали положительных результатов: масло резко эмульгирует,
и его упругие свойства изменяются.
Замечено, что растворенный воздух проявляет себя в роторно-порш-
невых насосах более активно, чем, например, в шестеренных. По-види-
мому, сказывается влияние мертвого пространства в рабочих камерах
поршневйго насоса.
Образование газовой фазы может явиться результатом двух причин:
механического примешивания к маслу атмосферного воздуха в периоды
всасывания и выделения воздуха, растворенного в масле.
При абсолютной герметичности всасывающей трассы насоса и нормаль-
ной скорости масла в трубопроводе механическое примешивание воздуха
не должно иметь места.
Выделение растворенного в масле воздуха в периоды всасывания
зависит от величины коэффициента абсорбции е, имеет закономерный ха-
рактер, и при данной температуре масла количество его является величи-
ной постоянной. Зная величину е, можно определить количество воздуха,
вышедшего из масла при понижении давления во всасывающей полости
насоса. Для минеральных масел с кинематической вязкостью v = 2-10"4;
3,5-10“4; 10-10"4 мЧсек значения коэффициента абсорбции соответственно
равны в = 0,07; 0,072; 0,08.
Потребляемая насосом энергия, кроме полезной работы, расходуется
на преодоление: а) механических потерь — на трение в механизме насоса,
6) потерь давления при проходе масла по каналам насоса и в трубопрово-
дах нагнетания и слива и в) на компенсацию объемных потерь в насосе.
Таким образом, мощность, потребляемая насосом
NH = N + Nv
здесь N — мощность, затрачиваемая ва полезную работу, равная N =
где р — давление в гидродвигателе;
Q — расход, проходящий через гидродвигатель;
А — переводный множитель;
Nv — мощность, затрачиваемая на компенсацию объемных потерь
в насосе, равная Nv =
Рн = Р + Др*» Др — потери давления в трубопроводе нагнетания
и слива гидросистемы станка (см. уравнение (IV, 6)), q — объем-
ные потери, q = с1рн (см. фиг. IV, 5 и стр. 633).
Мощность затрачиваемая на трение и гидравлические потери
з насосе, определяется по механическому к. п. д. насоса = ~~ , где =
™ и
=	---индикаторная мощность насоса, Qo — геометрический расход
гм. фиг. IV, 5); NH — мощность, потребляемая насосом и определяемая
то ваттметру с учетом к. п. д. электродвигателя. Более точно эта мощность
:пределяется по крутящему моменту на мотор-весах с качающимся ста-
тором.
Мощность NTp может быть определена также как разность NH—N—Nv,
=о для этого должна быть известна мощность NH, потребляемая насосом.
41*
644
НА СОСЫ
Гидравлический к. п. д. насоса характеризует потери давления в на-
сосе в результате движения масла по внутренним каналам его корпуса;
где р0 — давление при входе масла в каналы корпуса насоса;
Pi — давление при выходе масла из них.
Разность давлений р0 — рг — Др! в зависимости от расхода насоса
и формы каналов определяют на специальном «проливочном» стенде.
Определив разность (Дрх = р0 — pi) ее используют в уравнении
ДР1 - y/tiQ2 «Ли2,	(IV, 18)
где Ki — постоянная, зависящая от формы каналов в корпусе насоса.
Эта постоянная аналогична постоянной трубопровода (см. стр. 633).
Следовательно, общий к. п. д. насоса равен произведению
Л о = ПИЧЛ-
Гидравлический к. п. д. обычно довольно высок: 1% = 0,985ч-0,970;
поэтому его достаточно определять только для новых моделей насосов.
Наблюдения показывают, что затрата мощности на компенсацию объем-
ных потерь в насосе увеличивается с повышением температуры масла
и, следовательно, с увеличением времени работы насоса; мощность же на
преодоление сил трения с повышением температуры масла довольно зна-
чительно уменьшается.
Расход является основной характеристикой любого гидроагрегата,
насоса, аппарата управления и регулирования, силового цилиндра и т. д.
Значения расхода нормализованы ЭНИМСом, начиная со значения
18-Ю"3 м3/мин они образуют геометрический ряд со знаменателем
Ф = 1,41
Нормальный ряд расходов в 10”3 м3/мин
0,5; 1; 2; 3; 5; 8; 12; 18; 25; 35; 50; 70; 100; 140; 200; 280; 400;
560; 800; 1120; 1600; 2250; 3200; 4500 ; 6300; 9000; 12 000.
Наименьший расход насосов в гидроприводах станков принят =
= 3’10“3 м3/мин, а наибольший Qmax = 0,4 м/Чмин.
Для гидрофицирования станков большое значение имеет правильный
выбор насоса, т. е. выбор модели, расхода и давления. От правильности
этого выбора зависят эксплуатационные качества станка.
Наша станкостроительная промышленность выпускает ряд широко
распространенных моделей регулируемых и нерегулируемых насосов на
различные расходы и давления. \\
1.	Радиальные роторно-поршневые \асосы мод. Г13 с регулируемым
расходом: а) с ручным регулированием расхода в диапазоне Q = (50 ч-
-4-200) • 10“ 3м3/мин на давление/? = 200-105 н/м2, мод. ВГ13-21А; б) с гидра-
влическим управлением расходом в диапазоне Q = (30ч-200) ♦ 10" 3 м3/мин
на давлениер = 75-105 н/м2, мод. ВГ13-16А *; в) с электрогидравлическим
управлением расходом в диапазоне Q = (15ч-100) • 10"3 м3/мин на давле-
ние р ~ 100-105 н/м2, мод. Г13-15А; г) с расходом, регулируемым в диапа-
зоне Q = (30ч-200) • 10"3 м3/мин на давление р — 75-105 н/м2,
мод. Г13-16А; д) с управлением расходом от следящей гидросистемы в диа-
пазоне Q = (15ч-50)• Ю"3 м3/мин на давление р = 200-105 н/м2, мод.
Б Г13-24А.
* См. схемы станков фиг. I, 201; I, 207; I, 209; I, 213.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ
645
Роторно-поршневые насосы с реверсированием потока масла предна-
значены для применения в гидросистемах тяжелых станков, работающих
с большими тяговыми силами и с большими скоростями (станки долбеж-
ные, протяжные, строгальные).
2.	Шиберные нерегулируемые насосы с постоянным направлением
потока масла на расход Q = (34-200) • 10”3 м3/мин и давление до р =
= 65-105 н/м2 в одинарном и сдвоенном исполнениях. В сдвоенном ис-
полнении эти насосы применяют на различные комбинации расходов
и на разные давления. Насосы большого расхода рассчитаны на давления
до 25-Ю3 н/м2, а насосы малого расхода — на давления до 65-105 н/м2.
Шиберные насосы широко применяют в различных гидрофицированных
станках с дроссельным регулированием скорости при малых скоростях
рабочих органов и больших тяговых силах. Сдвоенные насосы используют
в станках с быстрыми (ускоренными) ходами и малыми рабочими скоро-
стями. В этих случаях для быстрых ходов используются насосы большого
расхода.
3.	Шестеренные насосы на расход Q = (124-125) • 10" 3 м3/мин и давле-
ние р = 13-105 н/м2, мод. ГН-1 и ГН-2 — на давление р = 25-105 н/м2
и на расход (12 до 140)-10" 3 м3/мин. Шестеренные насосы обычно приме-
няют в гидросистемах станков, работающих на средних и низких давлениях
и больших скоростях (шлифовальные, хонинговальные станки).
4.	Комбинированные насосы: аксиальные (осевые) роторно-поршневые
в комбинации с шиберными насосами на расходы: аксиальных насосов —
Q = (34-8)-10“3 м'3/мин и давление р = 100-105 н/м2, а шиберных на-
сосов— на расход Q = (254-100) • 10" 3 м3/мин и давление р = 25 X
X 105 н/м2 в любой комбинации расходов. Такая модель комбинированных
насосов (мод. Г14) применяется в гидрофицированных станках с автомати-
ческим циклом работы,1 а также в различных вспомогательных устройствах
станков, например для зажима заготовки, зажима задней бабки и др.
§ 3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ. АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
В гидросистемах станков применяется кХч одинарная работа насосов,
так и сдвоенная — последовательная и параллельная. Последовательную
работу насосов используют при необходимости увеличения давления
в системе, например во время рабочего хода гидродвигателя, а парал-
лельную работу — в тех случаях, когда необходимы быстрые перемеще-
ния, как, например, быстрые подвод и отвод рабочего узла, освобождение
обработанной детали и зажим следующей заготовки в транспортных
устройствах и т. д. В связи с этим широко применяют раздельную и сов-
местную работу насосов. С одного вида работы на другой насос всегда
переключается автоматически. Импульс для срабатывания автоматики
обычно создается повышением давления в системе; в ряде случаев при-
меняется управление по пути.
Схему для раздельной работы насосов можно собрать из отдельных
нормальных гидроаппаратов, когда, например не обусловлены габариты
станка или когда необходимый расход насосов превышает <—0,15 м3/мин.
Для тех случаев, когда габариты станка ограничены, и расходы насосов
не превышают указанной величины, имеется специальная нормаль — раз-
делительная панель мод. Г53, в корпусе которой смонтирована вся авто-
матика.
1 См. фиг. I, 183, d — регулируемый поршневой и два шиберных насоса.
646
НАСОСЫ
Схема раздельной работы насосов, собранная из нормальной аппара-
туры, показана на фиг. IV, 6. При быстрых ходах поршня вперед рас-
ходы Qj и Q2 от двух насосов поступают параллельно в силовой цилиндр
по трассам 1—2—3—4 и 5—4, и поршень быстро перемещается вправо.
Давление насоса в этот момент зависит от потерь на трение и от противо-
давления (если оно предусмотрено в схеме) и равно
Ps =	(2 5 + pJt) н!м\	(IV, 19)
где SS — суммарная сила трения (см. стр. 668) в «;
р2 — противодавление в силовом цилиндре в кЛи2;
Fi и F2 — площади поршня в м2.
Фиг. IV, 6. Схема раздельной работы двух насосов:
1 — подвод расхода насоса низкого давления; 2 — обратный клапан
мод. Г52; 6 — напорный золотник мод. Г54; 9 — предохранительный
клапан насоса высокогЪ давления мод. Г52.
Давление pG устанавливается регулировкой пружины 10 насоса низ-
кого давления; давление пружины
^ = Т^н/^2’	(IV’20)
где Gi — сила давления пружины в я, а X = 1,1-4-1,15 — коэффициент
запаса;
d1— диаметр плунжера напорного золотника Г54.
Из двух последних уравнений при Pg Ps определяем необходимую
силу пружины
При включении нагрузки давление насоса возрастает; оно возрастает
и в трассе 3—8, обратный клапан 2 перекрывает расход Qx насоса, под
действием давления р± (рх > ps) плунжер напорного золотника 6 сраба-
тывает, и трасса 1—7 оказывается соединенной с баком.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ
647
Давление в системе после включения нагрузки
Pi = (Р + 2 S' +	н/м*,	(IV, 22)
где Р — нагрузка я;
SS' — суммарная сила трения во время перемещения поршня под
нагрузкой в н.
Пружину предохранительного клапана 9 насоса высокого давления
регулируют на давление рн = рх + Др, где Др — потери давления в трас-
сах нагнетания и слива [см. уравнение (IV, 6)].
Во время движения поршня под нагрузкой расход Qx насоса сли-
вается в бак почти при нулевом давлении, и поэтому насос потребляет
незначительную мощность.
При быстром перемещении силового поршня мощность, потребляемая
насосной станцией,
квт’	(IV, 23)
где Q; и Q'2—соответственно расходы насосов в м*/мин при давле-
нии ps н/м2.
Мощность, потребляемая этой же станцией при перемещении поршня
под нагрузкой
NP = (W + piQ2)Kem-	<IV-24)
где p’s — давление насоса Qx во время движения поршня под нагрузкой;
обычно
p's = (0,5-— 0,8). 105 н/м2.
Схема совместной работы насосов, собранная из нормальной гидро-
аппаратуры, показана на фиг. IV, 7; специальных панелей управления
для раздельной работы насосов наша промышленность не выпускает.
Давление pG пружины G определяется по уравнению (IV, 20), и, пока
оно превышает давление быстрого хода ps, на силовой цилиндр работают
параллельно оба насоса Н1 и Н2У насос Н1 — по трассе 2—3—4, а на-
сос Н2 — по трассе 5—3—4. Таким образом, в точке 3 расходы обоих
насосов суммируются.
При повышении давления в системе сила Р19 действующая на
торец напорного золотника 6, становится больше силы pG пружины
того же золотника, последний срабатывает, соединяет трассу нагнетания
7—8—д—ю насоса Н1 с трассой всасывания насоса Н2, и насосы начи-
нают работать последовательно.
На фиг. IV, 7 позиция 11 — обратный клапан мод. Г51; 12 — предо-
хранительный клапан мод. Г52.
Для последовательной работы насосов необходимо соблюдение усло-
вия: расход насоса Н1 больше расхода насоса Н2 по крайней мере на
величину объемных потерь насоса Н2, т. е. должно быть
Q1 !> (Q2 + м*/мин9	(IV, 25)
где Др — увеличение давления в системе, т. е.
Др = (рх — р5) н/м2.
643
НАСОСЫ
Соединяя последовательно несколько насосов, можно, в принципе,
получить любое увеличение давления; однако такое решение связано
с понижением к. п. д. насосной станции: чем больше число последова-
тельно работающих насосов, тем меньше общий к. п. д. насосной станции;
к. п. д. станции должен быть не ниже 0,55—0,50.
Потребление мощности на рабочий ход
np = ’бЛоГ ‘	~	квт-
(IV, 26
В некоторых схемах с целью уменьшения расхода насоса, а следо-
вательно, и потребления мощности, используют слив масла из штоковой
*о
Фиг. IV, 7. Схема совместной работы двух насосов.
полости силового цилиндра. В таких случаях применяют трехпозицис--
ный четырехканальный распределитель мод. 2Г-73-1 или 2БГ-74-1 с откры-
тым центром и закрытым сливом (фиг. IV, 8). Если диаметр штока рз-
вен d м, то скорость быстрого хода силового поршня вперед
_ 4 (Qi + Qa)	/jy
»0- nd2 	(iv,_
Однако использование слива для увеличения скорости не всегда нужн:
Это зависит от отношения К — — скоростей быстрого хода и рабоче*;
D2
хода и отношения площади силового поршня к площади сечения штокг
т *	Qi Ч- Q2
Из равенства	следует, что расход насоса низкого давле-
ния должен быть
Qa = Qi (*$—!)•
(IV, >
Отсюда следует, в частности, что при k < расход насоса низк:^:
давления не нужен.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ
649
В некоторых случаях в соответствии с циклом работы станка тре-
буются паузы в работе насоса (загрузочные и зажимные операции, транс-
портировка заготовок и изделий, наладочные движения и др.). Они осу-
ществляются обычно двумя способами: 1) перекрытием расхода насоса —
при этом во время паузы весь его расход стравливается в бак через пре-
дохранительный клапан, а потребляемая насосом мощность переходит
в тепло или 2) применением специального устройства, разгружающего
насос и всю систему на бак при почти нулевом давлении.
Перекрытие расхода насоса
экономически оправдывается
при кратковременных паузах
или при небольшом давлении.
Фиг. IV, 8. Схема использова-
ния выходной жидкости для
увеличения скорости гидродви-
гателя Hl, Н2 — насосы; 1 —
трехпозиционный четырех-
канальный распределитель мод.
2Г73-1.
Фиг. IV, 9. Схема разгрузки насоса через распре-
делитель:
1 — силовой цилиндр; 2 — распределитель мод. 6Г;
3 — напорный золотник мод. Г54; 4 — насос; 5 — бак;
6 — распределитель мод. 1Г73.
При длительных паузах или при высоких давлениях такая схема ведет
к чрезмерному нагреванию масла и понижению к. п. д.
Если применить для тех же целей распределитель мод. 6Г-1
,фиг. IV, 9, а), то при его среднем положении полости силового цилиндра
будут перекрыты, а расход насоса через продольный канал плунжера
распределителя разгружается на бак без давления.
При необходимости полной разгрузки системы она осуществляется
применением распределителя мод. Г73-1, Г74-1 (фиг. IV, 9, б) с открытым
центром и сливом.
При применении гидравлики для зажимных операций, в связи с тем,
что масло, как и всякая жидкость, чувствительно к потерям объема в силу
малой сжимаемости, необходимо непрерывно создавать давление для
компенсации объемных потерь в системе. Эти потери по сравнению с рас-
ходом насоса невелик^, и весь расход насоса будет стравливаться в бак
под полным давлением, а потребляемая мощность будет переходить
з тепло. Поэтому для зажимных операций экономически выгоднее схема,
650
НАСОСЫ
обеспечивающая периодическое включение насоса в работу по мере паде-
ния давления в системе. В схеме по фиг. IV, 10 устройством, реагирующим
на изменение давления в системе, является пружинный аккумулятор 3.
Необходимая сила зажима Р устанавливается пружиной напорного
золотника 2 мод. Г54; сила пружины должна быть равна
где — диаметр напорного золотника 2 и
D — диаметр силового поршня.
Аналогично, сила пружины аккумулятора
£)?
где D!— диаметр плунжера аккумулятора.
Когда аккумулятор зарядится до максимального давления р^
золотник 2 сработает, и расход насоса будет разгружаться на бак без
Фиг. IV, 10. Схема автоматической раз-
грузки насоса с помощью аккумулятора:
1 — силовой цилиндр; 2 — напорный золотник
мод. Г54; 3—пружинный аккумулятор; 4— обрат-
ный клапан мод. Г51; 5 — насос; 6 — бак; 7— ха-
рактеристика пружины аккумулятора.
давления. Это положение сохра-
нится до тех пор, пока давление
не упадет до минимального значе-
ния pmjn. Чем больше объем акку-
мулятора, тем реже будет вклю-
чаться в работу насос. Наимень-
ший объем аккумулятора — объе-
за одну зарядку —
__ Ртах Ртгпп
~	100с
Ж3,
где ртах — наибольшее давление
в системе, которте
обычно не превышав
12-105 я/м2;
Pmin — наименьшее давлен-е
в «Ли2;
с — жесткость	пружин э
масла мембраной, поплавком 5 или
аккумулятора в нс-
В воздушно-гидравлическ.-
аккумуляторах (фиг. IV, 11) вс?
дух (или газ) обычно отделен :
резиновым мешком. Иногда приме-
няют аккумуляторы и с непосредственным контактом двух сред; в так-
случаях рекомендуется применять вместо воздуха азот (нейтральный газ
Аккумулятор должен иметь клапанную коробку 3 с двумя перепуг -
ными клапанами / и 2. Через клапан 2 масло поступает из насоса в балл: ±
аккумулятора 4, а через клапан 1 оно выходит в систему.
Воздушно-гидравлические аккумуляторы имеют значительный мез~
вый объем, поскольку полная отдача масла в систему недопустима —
может перетечь в полость силового цилиндра. Для предупреждения этс-г
минимальное давление ограничивают, подобрав соответствующую сил?
ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСОВ
651
пружины клапана 1. Тогда при уменьшении давления ниже установленной
кормы аккумулятор автоматически отключается от системы.
Наименьшее давление в системе определяется по формуле
п _ Рта*
1,1 - 1,2 ’
(IV, 29)
Таким образом, используется только ~20% объема аккумулятора. Наи-
бэлыпее давление аккумулятора ограничивается пружиной напорного
золотника 6 (мод. Г54).
При зарядке аккумулятора напорная трасса к силовому цилиндру
перекрывается; включается насос и нагнетает масло через обратный
Давление
Фиг. IV, 11. Схема разгрузки насоса с помощью возданного аккуму-
лятора (а) и характеристика аккумулятора (б); 3 — клапанная короб-
ка. Напорный золотник мод. Г54 для выключения насоса.
клапан 7 (мод. Г51) в клапанную коробку 5 и баллон аккумулятора 4,
Давление возрастает, и поплавок 5, перемещаясь, сжимает воздух в верх-
ней полости баллона. При достижении заданного давления срабатывает
золотник 6, напорная трасса перекрывается обратным клапаном 7, а насос
переключается на бак и работает без давления.
Если полость давления аккумулятора соединить с напорной трассой
силового цилиндра, то он будет поддерживать заданное давление, ком-
пенсируя объемные потери в системе в пределах ртах — pmin. Если дав-
ление упадет ниже pmin, то напорный золотник 6 возвратится в первона-
чальное положение, насос автоматически включится в работу и давление
повысится до ртах. /
Такую схему можно применять не только в различных зажимных
устройствах, но и при необходимости увеличения быстродействия гидро-
двигателя (силового цилиндра или гидромотора), например при включении
муфт и пр.
652
НАСОСЫ
Минимально необходимый объем воздуха в баллоне
=	>	(IV, 30)
1 + Ф — 1
где q — необходимый объем жидкости в аккумуляторе;
Ф =	степень неравномерности давления в системе, обычно
Ptnin
равная 0,1—0,2;
z — показатель политропы сжатия и расширения воздуха, опреде-
ляемый из уравнения pQ* = const, т. е.
lg
1« rnax
Qb min
В выражениях для ср и z буквой р обозначено давление в аккумуляторе
и QB — объем воздуха в баллоне при соответствующем давлении. Пока-
затель z политропы лежит в пределах 1 < z < 1,4.
Необходимый объем баллона воздушно-гидравлического аккумулятора
Q = +	=	+ г— --------V	(IV, 32)
у -/4 + Ф — 1 у
Для приближенных (ориентировочных) расчетов можно принимать
(8-ь 10) т. е. С О- 11) q.	(IV, 33)
ГЛАВА IV
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
§ 1. разновидности силовых ЦИЛИНДРОВ
Силовой цилиндр является объемным гидродвигателем возвратно-
поступательного движения, преобразующим энергию жидкости в кине-
тическую энергию перемещающегося поршня или цилиндра.
Силовые цилиндры получили широкое распространение во многих
машинах, в том числе и в станках, благодаря их конструктивной простоте,
большой надежности в работе, сравнительной дешевизне и возможности
хорошего уплотнения.
Фиг. IV, 12. Расчетная схема для несимметричного силового
цилиндра.
Как и всякий двигатель, силовой цилиндр должен иметь возможно
высокий к. п. д.; последний зависит в основном от конструкции уплотне-
ния, материала уплотнителя и его коэффициента трения.
Имеется большое количество схем и конструкций силовых цилиндров —
для различных условий работы и различных по величине тяговых сил.
Однако наибольшее распространение в машиностроении получил не-
симметричный силовой цилиндр (с односторонним штоком) фиг. IV, 12,
в силу широкой универсальности и малого габарита (L > 21 — Ь) по
сравнению с цилиндром симметричным (L > 3/ — 2Ь, см. фиг. IV, 13),
имеющим поршень с двухсторонним штоком.
654
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Фиг. IV, 13. Схема симметричного силового
цилиндра.
Если один и тот же расход масла подать сначала в левую полость
несимметричного цилиндра, а потом в его правую полость, то скорости
движения будут различны: ог =	, a V2 =	т- е- v2 >
Если обе полости цилиндра соединить со стороной давления насоса
(дифференциальное включение), то поршень получит быстрый ход вперед
[см. фиг. IV, 8, уравнение (IV, 27) и фиг. I, 172; 194; 201].
Чтобы избежать применения симметричных цилиндров — это связан?
с увеличением габарита станка, так как L = 3/ — 2Ь (см. фиг. IV, 13),—
можно применить цилиндр и несимметричный, а для выравнивания ско-
ростей, когда это требуется, например, в шлифовальных станках, сделать
л ~
__	_	меньше площади поршня, т. е
принять d =0,71D. Пр?:
перемещении поршня вправ:
обе полости цилиндра соеди-
няются друг с другом и с на-
сосом и расход пропорцио-
нален D2 = 2d2; при перемеще-
нии поршня влево соединяете-,
с насосом только правая полости
цилиндра, левая соединяете ~
с баком, и расход пропорцио-
нален D2 — d2 = d2.
Силовые цилиндры односто-
роннего действия имеют подвст
масла под давлением тольк:
с одной стороны, следовательно, движение поршня под действием давле-
ния насоса может происходить только в одном направлении. Обратны
ход поршня обеспечивается другим источником энергии — пружиной
сжатым воздухом и т;. д.
В силовых цилиндрах двустороннего действия перемещения порш?:-
в обоих направлениях происходят под действием давления насоса.
Обе полости симметричного силового цилиндра имеют равные рабочие
площади, т. е. Fr = F2 (фиг. IV, 13), в несимметричных цилиндрам
(фиг. IV, 12) рабочие площади различны, так как
F1 = -^D2>F2 = 4-(D2-d2).
В механизмах подач станков, в транспортных устройствах автомати-
ческих линий, в агрегатных станках и в различных вспомогательны ’
механизмах станков широко применяется так называемый моментнь^
силовой цилиндр, в котором лопасть (пластина шибер) совершает возвра~-
но-поворотное движение относительно корпуса цилиндра (фиг. IV, 1 4
В зависимости от назначения выходной вал моментного цилиндра може~
соединяться с приводимым в движение механизмом различным образом
через реечную шестерню и рейку (фиг. IV, 14, а) при возвратно-поступь-
тельном движении; через реечную шестерню и сектор (фиг. IV, 14. с
при возвратно-вращательном поворотном движении; через храповс:
механизм, если необходимо периодическое движение механизма. Зь
каждое качание на угол а лопасть (пластина) шириной В перемести *
объем масла, равный {R2 — г2) В, где а — в рад, а при числе п качь-
РАЗНОВИДНОСТИ СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРОВ
655
ний в минуту, передаточном отношении Z, перемещаемый лопастью объем
(фиг. IV, 14, а) будет
Скорость стола станка
V! = itmzin.
Из этих уравнений получаем
„	2Q	уг
a (R2 — г2) В	zimzi
Поэтому требуемый объем масла
q = а	(/?2 _ 3)	(1у 34)
2л mzt v	'	\	/
где vx — скорость стола станка;
R — радиус цилиндрической полости корпуса;
г — радиус вала;
т — модуль реечной шестерни;
z — число зубьев реечной шестерни (схема по фиг. IV, 14).
Фиг. IV, 14. Схема моментного силового цилиндра:
1 — лопасть (пластина), 2 — сектор, отделяющий трассы нагнетания и слива;
3 — реечная шестерня; 4 — рейка стола; 5 — вал лопасти.
При а 2л
(IV, 34а)
Крутящий момент на валу моментного цилиндра
Мк = р.-|_.(Я2_г2).	(IV, 35)
Окружная сила на лопасти
Р - рВ- (R — г).
Как видно из уравнения (IV, 34), моментный силовой цилиндр может
при небольшом расходе насоса обеспечить большие скорости стола, если
подобрать соответствующим образом величины т, z, Z.
656
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Из-за ограниченной жесткости лопасти моментные цилиндры не при-
меняют при давлениях р > (10-И2) • 105 кЛи2.
В станках с большой тяговой силой или с большим ходом поршня
(например, в протяжных станках) шток работает на растяжение, т. е.
рабочий ход поршня в схеме по фиг. IV, 12 направлен влево по стрелке v2.
б)
Фиг. IV, 15. Схемы плунжерных систем: а — простой; б — телескопической.
В плунжерных системах (фиг. IV, 15) плунжер обычно нагружен на
продольный изгиб. Если плунжер сделать пустотелым, то осевая нагрузка
будет меньшей
f 4
s^sh-^
где

Плунжерные системы широко применяют в телескопических силовых
цилиндрах (фиг. IV, 15, б), в которых общий ход Ятах плунжеров может
быть значительно больше длины Hmio корпуса цилиндра. Телескопические
плунжерные системы характеризуются числом ступеней (от двух до
РАЗНОВИДНОСТИ СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРОВ
657
шести) с длиной хода каждой ступени до 1500 мм. Для ступенчатого регу-
лирования скорости поршня или получения различных по величине тя-
говых сил применяют суммирующие силовые цилиндры (фиг. IV, 16) 1.
Фиг. IV, 16. Схема суммирующего силового цилиндра:
/ — реверсивный двухпозиционный распределитель; 2 — кран переключения расхода
насоса; 3 — кран управления реверсивным распределителем; 4 — поршень.
При подаче расхода Q насоса одновременно в оба правые отверстия пор-
шень 4 будет перемещаться с наименьшей скоростью
„	_	«2	_ 4Q .
lmin	л(Р2-£)2) + я1)2	-
4Q
средняя скорость поршня	— при подаче расхода насоса
л ID — DA
только в одно отверстие а\ отверстие б в этот момент должно быть соеди-
нено с баком; наконец, наибольшая скорость поршня Uimax = —будет
при подаче расхода насоса только в отверстие б, а другое отверстие сое-
диняется с баком.
Обратно пропорционально скоростям поршня будут изменяться тя-
говые силы на каждой ступени, т. е. Ртях = р ; Р = р-^ (Z)2 — £ф;
Pmin — Р обратные хода поршня 4 при подаче расхода в отверстие а.
Если давления насоса недостаточно, то применяют мультипликатор,
позволяющий увеличивать давление до нужной величины (фиг. IV, 17).
1 Как разновидность суммирующих цилиндров см. фиг. I, 183.
42 Ачеркан 159
658
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Цилиндр 1 и стойка 3 мультипликатора жестко смонтированы на ста-
нине. Подвижной деталью является плунжер 2. При зарядке мультипли-
катора золотник распределителя 9 перемещают влево, и плунжер 2 будет
перемещаться вверх, поскольку расход насоса будет поступать через
обратный клапан 4 и стойку 3 в полость плунжера. Одновременно масло
будет проходить в штоковую полость силового цилиндра 5 и отводить его
поршень в исходное положение. В таком положении система заряжена
и подготовлена к рабочему
ходу.
Для осуществления рабо-
чего хода золотник 9 пере-
мещают вправо; сторона да-
вления насоса рн соединяется
с верхней полостью силового
цилиндра Л и под действием
давления плунжер 2, опу-
скаясь вниз, вытесняет масло
с давлением р± в правую
полость цилиндра 5.
Из условия равновесия
плунжера 2 следует
p^i-(G-SS) = pJ;
отсюда определяется давле-
ние в силовом цилиндре
Л । G — S S
=	+---f—
(IV, 36)
Здесь Т7! — площадь плун-
жера, равная
Фиг. IV. 17. Схема мультипликатора:
1 — корпус (цилиндр) мультипликатора; 2 — плунжер
мультипликатора; 3 — стойка; 4 — обратный клапан
мод. Г51; 5 — силовой цилиндр; 6 — бак; 7 — насос;
8 — напорный золотник мод. Г54.
f — площадь стойки,
равная f =	;
G — вес плунжера;
2S — суммарная сила
трения в сальниках силового цилиндра и стойки.
Если требуемый диапазон регулирования поступательной скорости
поршня велик, например 200 : 1, то при большой длине хода поршня
жесткость гидросистемы, в силу увеличения емкости, уменьшается. Надоб-
ность в силовом цилиндре большой длины может отпасть, если применить
гидромотор, например, мод. МГ-15 и выходной вал его соединить при
помощи зубчатой передачи с рейкой стола станка.
Гидромотор должен иметь достаточно высокий объемный к. л. д.,
чтобы изменение нагрузки мало влияло на скорость приводимого узла
станка, например стола.
Соответствующим выбором передаточного отношения между выходным
валом гидромотора и рейкой стола можно сделать возможными очень
небольшие перемещения, недоступные силовому поршню.
РАЗНОВИДНОСТИ СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРОВ
659
Наименьшее число оборотов и диапазон регулирования при дроссели-
ровании на выходе гидромотора серии МГ15 приведены в табл. IV, 1.
Таблица IV, 1
Характеристика	Модель гидродвигателя				
	МГ151	МГ152	МГ153а	МП54а	МГ155а
Наименьшее число об/мин	16* 40	8* ~зсГ	4* "20	2» 10	1* 20
Диапазон регулирования чисел обо- ротов двигателя	150	260	450	650	1300
* При дросселировании на выходе.
Если включить эти аксиальные роторно-поршневые гидромоторы на
совместную работу с самовсасывающими насосами (см. фиг. IV, 7), то
они могут работать в качестве насосов, повышающих давление при рабочих
ходах.
Фиг. IV, 18. Аксиально-поршневой гидромотор конструкции ЭНИМСа
мод. МГ15:	- ,
1 — ротор; 2 — поршень; 3 — ведущий диск; 4 — толкатель; 5 — крышка; 6 — под-
шипник; 7 — приводной вал; 8 — поводок; 9 — пружина для поджатия ротора
к распределительному диску; 10 — корпус.
В корпусе 10 (фиг. IV, 18) расположены ротор 1 с поршнями 2, веду-
щий диск 3 с толкателями 4 и приводной вал 7. Диск 3 жестко (на шпонке)
закреплен на валу 7. Ротор 1, свободно сидящий на том же валу и центри-
рованный узким пояском, приводится во вращение от диска 3 только
через поводки 8.
В крышке 5 смонтирован радиальный шарикоподшипник приводного
вала 7; второй конец вала имеет опору в распределительном диске,
в котором предусмотрены каналы для соединения с напорной и вса-
сывающей трассами. В этом же диске сделаны четыре окна, разделен-
ные перемычками, два из них служат для всасывания и два — для
42*
660
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
нагнетания. Через эти окна ротор 1 соединяется с напорной и всасываю-
щей трассами.
Давление насоса действует на поршни 2, которые, упираясь в толка-
тели 4, перемещаются и упираются в подшипник 6, смонтированный
в крышке 5 под определенным углом к оси приводного вала.
Тангенциальные силы, возникающие в результате разложения нормаль-
ных сил и сил давления на поршень, вращают через толкатели 4 ведущий
диск 3 и через поводки 8 сообщают вращение ротору 1. Таким образом,
Фиг. IV, 19. Конструкция силового цилиндра:
/ — гильза; 2 — кронштейн; 3 — разрезное крепежное кольцо; 4 — передняя крышка; 5 — ман-
жета сальника; 6 — крепежное кольцо манжеты сальника; 7 — сменный наконечник штока;
8 —- крепление наконечника; 9 — промежуточная шайба сальника; 10 — уплотняющая прокладка;
11 — манжета поршня; 12 — замковая шайба; 13 — гайка; 14 — задняя крышка; 15 — шайба;
16 — поршень; 17 — шток; 18 — кронштейн шарнирного соединения; 19 — шайба; 20 — уплот-
нение. •
толкатели передают на ротор только осевые силы, а тангенциальные силы
воспринимаются толкателями, которые для этого имеют развитую опор-
ную поверхность в ведущем диске 3.
Силовые цилиндры обычно проектируют и изготовляют сборными,
состоящими из: гильзы 1 (фиг. IV, 19) кронштейнов 2 для крепления
цилиндра на станине станка, крышек 14 и 4 с отверстиями d0 для присое-
динения к трассам напора и слива, штока 17 и сальника 5.
В подвижных и поворотных силовых цилиндрах (фиг. IV, 19, а) крон-
штейны заменяют переходными шайбами 19, а одну из крышек 18 или обе
делают с отверстиями для шарнирного соединения.
Кронштейны 2 соединяют с гильзой 1 при помощи разрезных колец 3 —
такая конструкция наиболее технологична. Для этого на гильзе прота-
чивают кольцевые канавки для помещения в них двух половин колец 3.
В силовых цилиндрах с торможением при реверсировании посадочную
поверхность на штоке для поршня делают несколько более длинной
(фиг. IV, 20). Со стороны сальника на шток надевают конусное кольцо 1,
а с противоположной стороны остается гладкая цилиндрическая часть
штока.
РАЗНОВИДНОСТИ СИЛОВЫХ ЦИЛИНДРОВ
661
В крышках цилиндра для регулирования торможения поршня монти-
руют дроссель 5 и обратный клапан 6 для прохода масла при реверсиро-
вании поршня.
После того как кольцо 1 войдет в отверстие крышки, масло может
выходить только через дроссель 5; регулируя этот дроссель, можно изме-
нять время торможения поршня или время его разгона. Для выпуска
воздуха в крышках ставят пробки 2 и 3.
Фиг. IV, 20. Силовой цилиндр с торможением поршня:
1 — тормозное кольцо; 2 и 3 — воздухоспускные пробки; 4 — кронштейн; 5 — тор-
мозной дроссель; 6 — обратный клапан.
Гильзы силовых цилиндров изготовляют из стальных труб (ГОСТ
8732—58); габаритные размеры цилиндров, их детали, правила монтажа
и испытания гидростатическим давлением регламентированы нормалями
ЭНИМСа Г21-10 и Г22-10.
Рекомендуются следующие диаметры силовых цилиндров и соответ-
ствующие им расходы (табл. IV, 2).
Таблица IVt 2
Диаметр цилин- дра D в мм	Расход насоса Q в л!мин {10—3 м*1мин}	Наименьшее давле- ние pmjn в системе в «/л«2	Допускаемая объемная по- теря при наи- большем давлении q см!мин (10~вж3/ле««)
45; 55	35	4,0-Ю5	4—5
65; 75; 90	70	(2,5—3,5)-105	9,6
105; 125	100	(1,5—2,0)-10»	10—12
150; 180	140	(0,5—1,0)-106	15—18
Наименьшее давление ртЫ характеризует потери на трение в уплот-
нениях поршня и сальника.
Выбор типа силового цилиндра и его диаметра зависит от цикла ра-
боты станка, т. е. от рабочих и быстрых (ускоренных) перемещений и от
необходимой тяговой силы.
Ориентировочно все гидрофицированные станки можно разбить, в за-
висимости от скорости поршня и тяговой силы, на три группы
А. Группа шлифовальных и хонинговальных станков, работающих
с малыми силами, большими скоростями поршня, при давлении до
20-105 н/м? с потреблением мощности до 4,5—5 квт\
662
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Б. Группа строгальных, долбежных и протяжных станков, работаю-
щих на большом давлении—до 70—75-105 нЛи2, при средней скорости
поршня до 30—35 м!мин и потреблении мощности до 50—60 квт\
В. Группа токарных, расточных, сверлильных и фрезерных станков,
работающих с большими тяговыми силами и малыми рабочими скоро-
стями — до % 0,5 м/мин, при давлении в системе до 60—65* 105 н/м2
и потреблении мощности до 3—4 кет.
Диаметр цилиндра выбирается различно, в зависимости от группы,
в которую входит станок. Так, для станков группы А диаметр выбирают
по заданному отношению скоростей прямого и обратного v2 ходов, т. е.
-j/l	(tv. 37)
Если необходимы примерно одинаковые скорости прямого и обратного
ходов, то диаметр штока должен быть равен d = (0,2ч-0,3) D.
При проектировании станков групп Б и В диаметр цилиндра выбирают
по заданной полезной нагрузке Р, предварительно выбрав давление р
в цилиндре в зависимости от этой нагрузки:
10"4 Рн =	1 до 2	1 до 3	3 до	5 5 до	10
10"6 в н/м2 =	15	35	50	65
Таким образом, имея заданную полезную нагрузку Рн и выбрав дав-
ление р н/м2 в цилиндре, легко определить диаметр поршня
(IV. 38 .
Диаметр штока для станков этих групп обычно лежит в пределах
d = (0,5ч-0,7) D. Окончательные значения диаметров цилиндра и штока
устанавливают в соответствии с ГОСТ 6540—53 и нормалью ЭНИМСа
Н21-3.
Учитывая технологию изготовления цилиндров, требования к же-
сткости гидросистемы, условия монтажа и прочее отношение длины ♦’
цилиндра к его диаметру D рекомендуют брать < 20.
§ 2. СРЕДСТВА УПЛОТНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ
Уплотнения применяют для неподвижных и подвижных соединений.
Как первые, так и вторые могут быть затяжными и самозатягивающимися
Уплотнения неподвижных соединений должны обеспечивать герметич-
ность во всем диапазоне рабочих давлений и температур, а также и пр?
колебаниях их, удобный монтаж и быстрый демонтаж.
Степень герметичности уплотнений в подвижных соединениях харак-
теризуется количеством рабочей жидкости, перетекающей через уплот-
нение в единицу времени, и поэтому наибольшее ее количество ограничи-
вается нормами, в зависимости от типа уплотнения, материала уплотни-
теля и назначения гидроустройства.
В затяжных уплотнениях требуемая герметичность создается затяж-
кой уплотнителя; сила затяжки практически сильно колеблется — она
зависит от опыта рабочего, регулирующего уплотнение.
Неподвижные затяжные уплотнения применяют с прокладками и бе:-
них — гладкие. В гладких стыках * уплотнение достигается обработке
привалочных поверхностей по достаточно высокому классу чистотъ
СРЕДСТВА УПЛОТНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ
663
(10—11-й по ГОСТ 2789—59. Вторым важным фактором, влияющим на
герметичность, является склонность стыкуемых поверхностей к смачи-
ванию; опыт показывает, что уплотнить несмачиваемые поверхности легче,
особенно при смазке их тонким слоем жира или масла.
Если поверхности стыка только шлифованы, то для увеличения гер-
метичности применяют прокладку. Однако с увеличением толщины про-
кладки возрастают радиальные силы,
которые стремятся выдавить прокладку
из стыка. С целью уменьшения этих
сил применяют тонкую прокладку,
например из бумажной кальки, смазан-
ной жиром или маслом.
В самозатягивающихся подвижных
и неподвижных уплотнениях давление
среды способствует уплотнению: чем
больше давление среды, тем выше гер-
метичность уплотнения. Необходимым
условием надежности и герметичности
любого самозатягивающегося уплотне-
ния является предварительный натяг,
который создается деформацией уплот-
нителя.
Фиг. IV, 21, П-образные манжеты для
уплотнения неподвижных соединений:
1 и 2 — уплотняемые детали; 3 — П-об-
разная манжета.
Для неподвижных самозатягивающихся уплотнений широкое распро-
странение получили П-образные манжеты (фиг. IV, 21, а, б), изготовляе-
мые в прессформах из маслостойкой резины марок 3825, 4004 по ТУ
1166—58 МХП.
Для помещения П-образной манжеты в уплотняемый стык в торцах 1
и 2 делают выточку глубиной 2-т-2,5 мм в каждой детали, в образованную
Фиг. IV. 22. Разновидности мягких уплотнений для подвижных соединений:
а — сальниковая набивка; б — U-образная (угловая шевронная) манжета; в — кро--
влеобразная манжета; г — U-образная манжета с манжетодержателем; д — О-образ-
ная манжета; е — Х-образная манжета.
таким образом полость вкладывают манжету 3 с небольшим натягом
и стыкуемые детали стягивают болтами. Давление среды, действуя во
внутренней полости манжеты, прижимает ее к стенкам выточки с силой,
пропорциональной этому давлению.
П-образные уплотнения особенно удобны для присоединения трубо-
провода к корпусу гидроаппарата, насоса и пр. (фиг. IV, 21, б).
Материал уплотнителя должен отвечать определенным требованиям:
быть прочным при различных по характеру нагрузках; противостоять
давлению рабочей среды, выдерживать ее температуру; не впитывать ее;
не разлагаться и не окисляться под действием рабочей среды.
Широкое распространение для уплотнения подвижных соединений
получили мягкие уплотнения из пластиков на маслостойкой резиновой
основе (фиг. IV, 22, а). Количество манжет в уплотнительном пакете
664
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
(фиг. IV, 22, бив) зависит от скорости скольжения и давления уплотняе-
мой среды. При больших скоростях скольжения (как, например, в шлифо-
вальных станках) с целью уменьшения силы трения и скорости износа
количество манжет в пакете берут не более двух. При больших давлениях
и малых скоростях скольжения количество манжет больше.
По нормали ЭНИМСа А58-1 маслостойкая резина манжет типа 3825
с d = 12 мм может быть заменена хлопчатобумажной тканью «гефер»
(ГОСТ 642—41), пропитанной маслостойкой и графитизированной
смесью.
Сила прижатия манжет регулируется набором колец / (фиг. IV, 22, в),
изготовленных из листовой стали толщиной 1 мм. По мере надобности
кольца вынимают и крышку
затягивают до упора.
В последнее время в ма-
шиностроении большое рас-
пространение получили ман-
жеты U-образного профиля
(фиг. IV, 22, г) с утолщенной
тыльной частью, пригодные
для уплотнения поршней и
штоков. Предварительный
натяг создается в них упру-
гостью материала манжет и
подбором угла наклона боко-
вых сторон. Для манжет та-
кого профиля характерны
малое трение и сравнительно большая эксплуатационная надежность.
Для неподвижных разборных и подвижных уплотнений получили
распространение кольца круглого сечения (О-образные) и Х-образные
из той же маслостойкой резины 3825 (фиг. IV, 22, д, е)\ такие кольца
обладают высокой упругостью и большим коэффициентом сжатия. Ка-
навки для колец круглого сечения имеют полукруглый (фиг. IV, 23, а)
или трапецеидальный профиль ((фиг. IV, 23, б) и прямоугольный
(фиг. IV, 22, в) для круглых и Х-образных колец. Канавки трапецеидаль-
ного и полукруглого профиля применяют для давления до р = 70-105 н/м2
и обеспечивают простоту съема колец и их монтажа. Для более высоких
давлений, до р = (110-н 120) • 105 н/м2, рекомендуются канавки прямоуголь-
ного профиля; их применяют для неподвижных и подвижных уплотнений.
При высоких и сверхвысоких давлениях, до р — (500-^-600)• 105 н/м2,
кольцо 2 монтируют с двумя упорными шайбами 1 и 3 (фиг. IV, 23, г).
Под давлением кольцо перемещается по направлению действия силы дав-
ления, деформируется и благодаря этому создается контакт с уплотняе-
мыми поверхностями. При этом резина действует наподобие вязкой
жидкости, передавая давление во все стороны.
Как видно из диаграммы распределения удельного давления
(фиг. IV, 24) для кольца круглого сечения давление распределяется по
длине I прилегания кольца неравномерно. Большое значение имеет твер-
дость кольца. Так, например, при твердости кольца 90 по Шору точка
наибольшего уплотняющего давления кольца находится на расстоянии
0,5—0,6 мм от начала координат — давления уплотняемой среды, а за-
тем оно спадает, и на расстоянии 2 мм почти равно нулю. В мягких же
кольцах (60—70 по Шору) удельные давления колец почти совпадают
с давлением р среды на всей длине I прилегания кольца.
СРЕДСТВА УПЛОТНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ
665
Отношение длины I уплотнения к диаметру d кольца характеризует
упругость профиля кольца.
График на фиг. IV, 25 показывает, что твердость материала кольца
не оказываег сильного влияния на упругость. Например, форма профиля
кольца влияет на упругость; например, упругость Х-образного кольца
почти в 2 раза меньше упругости кольца круглого сечения при одинако-
вой твердости материала.
Профиль кольца оказывает большое влия-
ние и на его уплотнительные свойства. Так,
например, хотя кольца Х-образного профи-
Фиг. IV, 25. Упругость
О-образных (/) и X-образных (2)
уплотнительных колец различ-
ной твердости в зависимости от
давления уплотняемой среды
О-образные кольца твердостью
70, 80 и 90, X-образные твер-
достью 70; -^- = 0,12.
d
Фиг. IV, 24. Изменение удельных давлений О-образ-
ных уплотнительных колец d = 2,6 мм, ~0,12,
различной твердости по длине прилегания.
ля (фиг. IV, 26) менее упруги, чем кольца круглого сечения, они при
одном и том же давлении уплотняют поршень лучше.
Применение пластмасс позволяет придавать манжетам наиболее ра-
циональную форму, варьировать величину предварительного натяга.
Изменение компонентов, входящих в состав пластмассы, позволяет при-
спосабливать уплотнение к условиям его работы, варьировать коэффи-
циент трения и пр. Этого нельзя сделать при применении уплотнений из
материалов животного или растительного происхождений (из кожи,
пеньки и т. п.). Например, твердость кольца или манжеты регулируется
содержанием серы в пластмассе; для придания упругости в состав смеси
добавляют окись цинка; добавлением сажи и графита изменяют тепло-
проводность и т. д.
Уплотнение из пластмассы копирует профиль уплотняемой поверх-
ности, поэтому во избежание быстрого износа последняя должна быть
отделана до зеркального блеска; особенно опасны кольцевые риски. Вы-
сота неровностей на уплотняемой поверхности не должна превышать
0,4—0,8 мкм.
666
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Поршневые разрезные чугунные (СЧ 21-40 по ГОСТ 1412—54) кольца —
универсальный способ уплотнения в отношении различных сред при
давлениях до 500* 105 н!м\ Предварительное прижатие кольца (фиг. IV, 27)
к стенке силового цилиндра достигается
его внутренними удельными силами упру-
гости о. Во время работы действующее
в цилиндре давление дополнительно при-
жимает кольцо на участке Ь (фиг. IV, 27)
к стенке цилиндра. Наибольший перепад
давления Др' = (0,754-0,8) р восприни-
мается первым кольцом. При чрезмерно
большом перепаде давления, т. е. Др >
>> 250-105 «Ли2 наблюдается прижатие
кольца к торцу паза канавки поршня;
кольцо заклинивается и теряет свои уплот-
нительные свойства.
Фиг. IV, 26. Объемные потери в си-
ловом цилиндре при уплотнениях
поршня О-образными (/) и X-образ-
ными (2) кольцами в зависимости
от давления среды. Твердость ко-
лец по Шору 70, скорость сколь-
жения 18 см/сек.
Практика показывает, что долговеч-
ность металлических поршневых колец
во много раз превышает долговечность
пластмассовых уплотнений.
Нормалью ЭНИМСа А54-1 поршневые
кольца регламентированы для диаметре в
силовых поршней D = 304-1000 мм.
Уплотнение пришлифовкой (притиркой) основано на получении мик-
ронных зазоров в результате взаимного притирания уплотняемых по-
верхностей. При качественной обработке и сборке уплотнение имеет малое
Фиг. IV, 27. Схема уплотнения металлическими поршневыми кольцами.
трение, а при концентричности (симметричности) диаметрального зазор а
между отверстием и поршнем оно обеспечивает хорошую герметичность
Уплотнение этого вида очень чувствительно к изменениям температур^
уплотняемой среды, и при чрезмерно жестких допусках может произойти
СРЕДСТВА УПЛОТНЕНИЯ СОЕДИНЕНИЙ
667
защемление поршневой пары. Напротив, при эксцентричности диаметраль-
ного зазора возникают односторонние боковые силы, что может привести
к защемлению поршня; во всех случаях эксцентричность зазора имеет
следствием увеличение потерь рабочей среды.
Кольцевые проточки на поршне глубиной а = 0,3 мм и шириной
b = 0,5 мм (фиг. IV, 28) способствуют разгрузке от односторонних боко-
вых сил.
Для уменьшения объемных потерь при уплотнении пришлифовкой
большое значение имеет правильный выбор, в зависимости от давления,
отношения-^----длины I уплотняемой поверхности к ее диаметру d.
Уплотнять пришлифовкой можно до давле-
ния р = 2000-105 н/м2, соответственно этому
отношение берут в интервале 0,75 —15.
Фиг. IV, 29. Уплотнение
вала.
Фиг. IV, 28. Схема уплотнения при-
шлифовкой.
Уплотнение пришлифовкой применяется, главным образом, в контроль-
но-регулирующей аппаратуре (золотники, клапаны, реле и пр.).
Пластмассовые уплотнения применяют при скорости относительного
движения до 1,2 м/сек, а уплотнение пришлифовкой — до скорости 3 м/сек.
Для уплотнения вращающихся валов диаметром d = (6-ь 300) мм
разработана ЭНИМСом нормаль А51-4 (фиг. IV, 29). Уплотнителем слу-
жит манжета 1 из маслостойкой резины 3825, 4004 по ТУ 1166—51 МХП.
Когда предварительный натяг создается только браслетной пружи-
ной 2, то допустима окружная скорость вала до 12 м/сек. Если наряду
с пружиной 2 действует еще давление среды р < 105 н/м2. скорость не
должна превышать 6—8 м/сек. Замена маслостойкой резины кожей по-
зволяет повысить допустимую окружную скорость до 10 м/сек. По-види-
?лому, здесь сказывается влияние пористой структуры кожи (поры запол-
нены смазкой).
Потери на трение в уплотнениях из пластмасс зависят от давления
уплотняемой среды, площади уплотняемой поверхности, коэффициента
трения между уплотнителем и уплотняемой поверхностью и от предвари-
тельного натяга.
Сила трения
S = So + pf н,	(IV, 39)
где S о — предварительный натяг манжет и колец в я;
f = 0,10-ь 0,17 — коэффициент трения;
р — давление уплотняемой среды в н/м\
668
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
F — поверхность уплотнения в л2, например, для колец круглого
сечения, если обозначить —г = ф, то
а т
F = nld — nfd2.
Для металлических поршневых колец (см. фиг. IV, 27)
S = fpKF н	(IV, 4С
Здесь рк — удельное давление колец на стенку цилиндра, равное
Рк = (2рк + го) н/м2,
где — сумма удельных давлений колец в н/м2, равная для трех
колец = 0,83 р;
г — число колец (обычно г = 3 или 4)х
о — давление предварительного натяга
а = (0,5е-0,6) • 105н/л2.
§ 3. СТАТИКА И ДИНАМИКА СИЛОВОГО ЦИЛИНДРА
Жидкость практически несжимаема, поэтому ее давление полность?:
передается на силовой поршень, за вычетом противодавления и потерь из
трение. Работа, передаваемая жидкостью, пропорциональная — при про-
чих одинаковых условиях — расходу жидкости, а потери давления в си-
стеме попорциональны квадрату скорости.
Поршень при своем движении должен преодолеть (см. фиг. IV, 12
силу сопротивления полезной нагрузки Р\ сумму сил трения 2^» сил1
противодавления S2 и динамическую силу Sa, необходимую для обеспе-
чения разгона в течение заданного времени, или иначе — заданного
ускорения.
К статическим силам, действующим на поршень, обычнс
относят следующую сумму сил:
So — R + S2 -J-
здесь R = Р + S', где S' — сила трения в направляющих стола;
Т — S" +- S'" —сумма сил трения соответственно в сальника
штока S" и в уплотнении поршня S'".
Следовательно, на силовой поршень действуют:
во время разгона — сила
Si = So + Sa,
во время установившегося движения стола — сила
Si = So.
По величине силы Sx для периода разгона и определяется необходимее
на входе в цилиндр давление, когда выбран или задан диаметр силовог:
поршня.
Если рабочий ход поршня выбран по направлению (см. фиг. IV, 12, пь
то сила R = Р 4- S' действует на шток и нагружает его на продольны-
изгиб, а сила Т = S" + S'" действует на поршень.
СТАТИКА И ДИНАМИКА СИЛОВОГО ЦИЛИНДРА
669
При направлении рабочей скорости по v' (см. фиг. IV, 12, б), как,
например, в протяжных станках, шток нагружен на растяжение суммой
сил
г = р + 2s *
Сила противодавления S2 в этом случае действует на поршень. Давле-
ние рн, с которым жидкость должна выходить из насоса,
Рн = Р1 * Ар».
где Pi —давление в силовом цилиндре;
Др£- — потери давления в трассах напора и слива.
Пользуясь уравнением Вернули
+Y 2^" = Л +Y&Рь	(IV, 41)
где v — скорость жидкости в напорном трубопроводе, и уравнением
постоянства расхода
vFq = vrFly
где Fo — площадь внутреннего сечения трубопровода, получаем
и2 /	F2\
Рн — Р1 = Y-аЯ1 — тН + bpi-	(IV, 42)
F?	Г? F?
Поскольку — > 1, ТО 1----2	---ПРИ Эт0М Л) =	> где do —
Л)	Fq
внутренний диаметр трубопровода. Потери давления принимаем только
от местных сопротивлений, тогда, поскольку в уравнении (IV, 6)
Ко > 1, то
Q2
Р„ = Р1-	+ 1,6у/С0 2gd4 ,
и тогда
Рн -=	К0 «Ли2,	(IV’ 43)
здесь у — в н/м3‘, I»! — в м!сек\ Fr — в м2; g — в м!сек2 и d0 — в м.
Выразим силы, действующие на поршень, через соответствующие
площади и давления для условий установившегося движения, т. е. для
= So; тогда = p-Ft + psFi + РгРг и отсюда давление в ци-
линдре
Л = Р +Ps + P2^-	(IV, 44)
Мощность, подведенная к силовому цилиндру,
N* = ГбЙ(? — Д/7‘) квт-	(IV’ 45)
670
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Индикаторная мощность силового поршня
(IV, 46)
где Ns — потери мощности на преодоление сил трения и силы противо-
давления, т. е.
Ns = 1,02 и о3 (^s + ^27г)’	(IV» 47)
Механический к. п. д. силового цилиндра
Если противодавление специально предусмотрено, как, например,
в схемах стабилизации скорости, то величина его может варьировать
в довольно широких пределах: р2 (4ч- 15) • 105 н/м\ Во всех остальных
случаях р2 = (0,5ч-1,5) • 106 н/м* и поэтому его можно не учитывать.
Силовой поршень имеет одну степень свободы, поэтому за обобщенную
координату принимаем положение силового поршня, характеризуемое
координатой х, и пользуясь уравнением Лагранжа, можно написать
--------= 0,	(IV, 49>
dt дх дх
где Е — кинетическая энергия системы;
0 — обобщенная сила.
Так как за обобщенную координату х принята координата положения
силового поршня, то избыточная (задаваемая) сила Р будет одновременно
и обобщенной силой и в данном случае равной (см. фиг. IV, 12)
0 = Л	тг)’
где рн — давление насоса;
с — коэффициент сопротивления трубопровода, равный (см. стр. 649
F2
Для случая поступательного движения кинетическая энергия система
равна
£==2^/п/-т==т/п/-^-;
здесь	v — скорость масла в напорном трубопроводе;
V! —поступательная скорость поршня;
= Мо — приведенная к силовому поршню поступателд
но-перемещающаяся масса, равная (после подстз
v Fi \	'
новки — = -А ):
го /
Л4О^Л41 + А42 (Ау +Л43	,
СТАТИКА И ДИНАМИКА СИЛОВОГО ЦИЛИНДРА
671
где Л4Х — масса поступательно-перемещающихся деталей (поршень,
стол и пр.);
М 2 — масса масла в напорном трубопроводе;
Л43 — то же в сливном трубопроводе;
Fi и F2 — площади поршня (см. фиг. IV, 12);
Fq — площадь отверстия трубопровода.
Таким образом, выражение (IV, 50) для кинетической энергии системы
можно написать также в форме
E = Moj-.	(IV, 51)
В уравнении (IV, 49)
р- = Мл;
IF ( дх ) = ~dt ^M°v^ = ST + М> ~ЗГ'
dx
Заменим в первом члене правой часта последнего уравнения dt —	;
тогда
+	(Iv. 52)
Поскольку приведенная масса 2И0 зависит только от координаты х
дЕ
положения силового поршня, частная производная заменяется пол-
ной производной, т. е. из уравнения (IV, 51)
дЕ = dE = dM0 of
дх dx	dx 2
Подставляя полученные выражения в уравнение (IV, 49), получим
+-гтгИ <IV’53>
Это уравнение является общим. Для точного решения его необходимо
знать законы изменения сил сопротивления и противодавления и массу
перемещающихся частей в зависимости от скорости (или во времени).
Решение подобного уравнения представляет значительные трудности,
поэтому делают некоторые допущения, которые не вносят существенных
ошибок в результат расчета. Так, например, давление насоса рн, сопро-
тивления трения ps и силы противодавления р2 принимают постоянными.
Тогда постоянными являются и величины
Л (р« — Ps—Pi 77) = Si
cFi = Вгн.-секНсм.\
Далее принимают, что приведенная масса М 0 также остается неизмен-
ной во время хода поршня, а в таком случае — 0. Однако для станков
г большой длиной хода (например, для тяжелых продольно-строгальных
панков) такое допущение вряд ли обосновано.
672
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
При указанных допущениях получаем
(IV, 53а.
Разделив обе части уравнения на Л10, можно написать
+ -r==0'
(IV, 54
где <7=-?г- [см-1] характеризует сопротивление трубопровода;
г _ [сти/сек2] характеризует уровень начального ускорения поршня
Если определяется время разгона, то последнее уравнение решаете’
относительно t
,	’ in2i±^,
2т т — qV}
где т = Vг q.
Если определяются путь, скорость и ускорение поршня в перисг
разгона, то уравнение (IV, 53) решается относительно пути х разгонг
_	dx
Тогда, применяя подстановку = z и разделяя переменные, получаем
отсюда
— Ce2mt
m — qz	’
а следовательно,
тСе2”'-1
2 qC<?mt + 1 *
Делая подстановку z и интегрируя, получаем
1 , (Ce2mt + i)2
2q Ce2mt
Постоянные определяем	по начальным условиям.	При t = 0; z = ’
х = 0. Поэтому окончательно		
	х = In ch2 (mt),	(IV. -
Скорость поршня		(IV. x.
Ускорение поршня	d2x	r Г1 	  _ 		(IV.
	di2	
ТОРМОЖЕНИЕ СИЛОВОГО ПОРШНЯ
673
Для ориентировочных расчетов, достаточно точных для практических
целей, после разложения в ряд гиперболических функций, получим пере-
мещение и скорость силового поршня в период его разгона
х 0,5rt2-,	(IV, 58)
v rt.	(IV, 59)
Если приведенная масса Л10, по сравнению с другими членами урав-
(1^Х
нения (IV, 53), мала, то полагая Af0-^- = 0, получим скорость поршня
в период установившегося движения
01^1/^.	(IV, 60)
Приравняв правые части уравнений (IV, 59) и (IV, 60)
найдем коэффициент То, характеризующий инерционность гидравличе-
ской системы.
Т0 = М0	(IV, 61)
Если ускорение а [см. уравнение (IV, 57)] известно, то динамическая
сила (см. стр. 668)
=	~ ch2 (mt) '	V’ б1 )
Ускорение силового поршня можно также определить по графику
разгона, если задана крутизна р характеристики, т. е. как
а = tgp =
где t — заданное время разгона силового поршня.
§ 4. ТОРМОЖЕНИЕ СИЛОВОГО ПОРШНЯ
Тормозные устройства называют буферными, если они предназначены
для поглощения кинетической энергии, например в моменты реверсиро-
вания. Если же тормозное устройство работает во время действия на-
грузки, то его называют демпферным — оно служит для гашения пульси-
рующей нагрузки, как например, в клапанах.
Торможение в станках обычно осуществляют кольцевым зазором
1см. фиг. IV, 19) или специальным золотником, рабочую часть которого
профилируют в зависимости от характера торможения, как, например,
в панелях шлифовальных станков мод. Г31 (см. стр. 735). Если пренебречь
упругостью гидроситемы, то уравнение равновесия в период торможения
будет
Г=(Мо-^-25)«,	(IV, 62)
здесь Л40 — приведенная к силовому поршню масса, подлежащая тормо-
жению (см. стр. 670), в кг (1 кг = 1 н-сек2 м);
43 Ачеркан 159
674
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
SS — сила трения в силовом поршне (см. стр. 668) в я;
Т — сила сопротивления буферного отверстия, равная
V?
+5)«,	(IV, 63)
где F — площадь силового поршня со стороны противодавления в м2;
Vi — скорость протока масла в буферном отверстии в м/сек\
g — коэффициент сопротивления буферного отверстия, равный
6-0,01. '’|'+°д ,
<р
v — кинематическая вязкость масла в см21сек\
I — длина буферного канала в см\
Ф — коэффициент сопротивления буферного отверстия, зависящий
от его поперечной формы и равный ф = 0,029 см3/сек для коль-
цевых отверстий.
В период торможения по уравнению постоянства расхода должно
быть
Vif = Fvx,
где vx — мгновенная (текущая) скорость поршня и f — площадь проход-
ного отверстия буфера.
Отсюда
vt — vx-j-.	(IV, 64.
Подставляя это выражение для vt в уравнение (IV, 63), получим
V^(l + E)^ = 4-g—-2S-	(IV, 6:
Обозначим произведение постоянных через
^ = Y2^(1+D
и заменив dt = и далее, разделив обе части равенства на М 0, по.т. -
чаем
1	d(vx)*	SS	R а
2	‘ dx	Mo	Mo x-
SS	/?	2
Пусть -г,— = К; —гг- = Ki- Тогда, делая подстановку vx = z и след;. -
/Ио	/И 0
по общим правилам, получаем
-^jr = 27<xdx.	(IV, к
После интегрирования и определения постоянных, при начальных ус/
виях х = 0; vx = v19 получаем выражение уменьшения скорости пор_- *
в период торможения стола станка
У (р? + £)
СТАТИКА И ДИНАМИКА ПРИВОДА ВРАЩЕНИЯ
675
А поскольку
к __ 25
Ki - Я ’
то окончательно
/(»? 4
т)'*'
25
Я ’
(IV, 67)
§ 5. СТАТИКА И ДИНАМИКА ПРИВОДА ВРАЩЕНИЯ
Объемные насосы обратимы и поэтому применяются и как насосы —
потребители энергии, и как гидромоторы — передатчики энергии.
Обычно в гидравлических приводах вращения гидромотор кон-
структивно подобен насосу, хотя это и не является обязательным. В ка-
честве гидромотора может быть использован только такой насос объем-
ного типа, в котором в результате разложения действующих сил выяв-
ляются тангенциальные силы и перпендикулярные к ним плечи.
Фиг. IV, 30. Схема привода вращения:
Н — насос; 1 — предохранительный клапан; 2 — кран останова;
3 — обратный клапан; 4 — подпорный клапан; 5 — тормозной
кран.
Характеристики: 1—крутящего момента; 2—мощности; 3 — чи-
сел оборотов вала гидромотора.
Пружина предохранительного клапана 1 (фиг. IV, 30) ограничивает
крутящий момент гидромотора. Обратный клапан 3 срабатывает при
изменении циркулирующего в гидросистеме расхода масла, обусловлен-
ном изменением коэффициента регулирования насоса или гидромотора.
После изменения одного из коэффициентов регулирования гидромотор
продолжает некоторое время вращаться по инерции с тем же числом
оборотов и при измененном расходе масла. Подсос воздуха предупреж-
дается клапаном 5. Он открывается, и нужное количество масла поступает
з систему, компенсируя недостаточность циркулирующего объема масла.
Краном 2 можно быстро остановить вал гидромотора, не выключая
насос. Тормозной кран 5 совместно с подпорным клапаном 4 предохраняет
систему от ударных нагрузок в периоды торможения и реверсирования.
Обычно нагрузка пружины клапана 4 совпадает с нагрузкой пружины
предохранительного клапана 1. Однако при больших приводных массах
тормозной момент должен быть на 15—20% больше номинального крутя-
щего момента.
43*
676
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Потребляемая насосом мощность
Ni = ATjIi = СнМк1пг квт,
где т|1 — к. п. д. трассы электродвигатель — насос;
Сн — множитель для перехода от н-м*сек,~х в квт\
— приводная мощность насоса;
П1 — число оборотов насоса в минуту.
Мощность передается гидромотору за вычетом потерь, т. е.
Af 2 “	1Л 2 “
И
= <IV-68>
где Л о = Л ГЛ 2 — механический к. п. д. привода.
Из двух последних равенств следует См = CN
Мк 2 _	. По
MKi ~ nt Th ’
или, если обозначить п2г]1 = п2,
то
2 _ «I _ К	_ р
MKt ~ п2По~ К„
где R — коэффициент трансформации привода;
и Км — производительность соответственно насоса и гидромоторг
в см?!об равные:
для роторно-поршневых аксиальных насосов и гидромоторов
(см. фиг. IV, 18)
К = d2z2r sin б =₽ -£- cPzr sin б,
для роторно-поршневых радиальных насосов и гидромоторов
К = -J- d2ze,
где d — диаметр поршня;
z — число поршней в роторе насоса или гидромотора;
г — радиус делительной окружности ротора;
S — угол наклона ротора (см. стр. 659);
е — эксцентрицитет насоса.
Значения Кн и Км характеризуют конструктивные размеры рабоче
органов насоса и гидромотора.
Если R = 1, то Кн = КдЛо — размеры рабочих органов гидре v:-
тора и насоса одинаковы; число оборотов насоса равно максимальнее
числу оборотов гидромотора. Крутящий момент на валу насоса разе*
моменту гидромотора. Приводы с такой характеристикой не трансф::
мируют крутящего момента, и они служат муфтами.
Если Я > 1, то рабочие размеры гидромотора должны быть боль-j
чем у насоса, а число его оборотов должно быть больше числа оборе:i
гидромотора; обратное имеет место при R < 1. В станкостроении г
СТАТИКА И ДИНАМИКА ПРИВОДА ВРАЩЕНИЯ
677
последней схеме проектируют приводы вращения шпинделя передней
бабки, например, шлифовального станка.
Крутящий момент гидромотора или крутящий момент на валу насоса
определяется по расходу и давлению
мк = р ~
к Г (О
и так как угловая скорость <о = 2лп, а расход Q = Ки, где К — литраж
(производительность) на один оборот, то после этих подстановок полу-
чается
Мк-р^,	(IV, 69)
здесь р — перепад давления в насосе (гидромоторе).
Для определения некоторых динамических характеристик привода
вращения воспользуемся и в этом случае (см. стр. 670) уравнением Ла-
гранжа
где Е — кинетическая энергия системы привода вращения;
и — обобщенная координата;
U — обобщенная сила.
В данном случае обобщенной координатой является угол поворота
вала <р гидромотора, угловая скорость этого вала
• t/ф
Обобщенная сила здесь — приведенный крутящий момент движу-
щих сил и сил полезных и вредных сопротивлений.
Кинетическая энергия системы
где J{ — приведенный к валу гидромотора момент инерции вращающихся
масс
Jt = Jg + А-(-^-)	+•••>
где Jd — момент инерции роторной группы гидромотора, т. е. вала,
к которому приводится момент инерции Jz;
J г — момент инерции первого вала и o>i — его угловая скорость;
J2 — момент инерции второго вала и а>2 — его угловая скорость;
ю — угловая скорость вала гидромотора.
Следовательно,
s=F-=/,«
ди ди> 1
И
d дЕ d ( т . т day dJt
dt $u dt ' 1 '	1 dt dt
678
СИЛОВЫЕ ЦИЛИНДРЫ И ГИДРОМОТОРЫ
Заменив во втором слагаемом правой части dt =	, получаем
— (J,<»)== — +	(IV, 71)
dt v 1 '	1 dt 1 dtp	v •
Далее
dE_ _	_ d (J co2 \ co2 dJj
du ~ дф — dtp \ 1 2 / ~ 2 ^ф
(так как приведенный момент инерции зависит только от угла поворота ф,
dJi dJi \
то -^-L = -г1-).
оф dq> /
Подставляя полученные выражения производных в уравнение (IV, 70),
получаем
* Д = j + £ "!. = М	(IV, 72.
dt du du 1 dt 1	2 dtp ‘	'
Когда момент инерции — постоянный и Jt = const, уравнение (IV, 72’
принимает вид
= const,	(IV, 73а ।
dt J i
т. е. движение происходит с постоянным ускорением и угловая скорость
® =	(IV, 73
Л
Отсюда следует, что если — установившаяся угловая скорость
гидромотора, то время разгона до этой скорости
(IV. 74
Время Т 0 характеризует инерционность привода и имеет решающее
значение при оценке его динамических качеств.
Быстродействие привода характеризуется углом разгона 0. Для это г:
воспользуемся тем же уравнением (IV, 73)
t/ф М/ .
dt ~ Jt *’
0	f 2й l. dt = т2
°	J Ji ai	2Ji<>
о
или окончательно
е =	“2-	(iv. ?'
2 Mi У	4
Время разгона ротора насоса или гидромотора в большинстве слу-
чаев выражают через число оборотов в секунду; чем оно меньше, iz*
быстрее разгоняется ротор до установившегося числа оборотов.
Количество оборотов за время разгона равно:
п0.х==1>Л,	(IV, 7 .
о
где — текущее число об/сек ротора в период разгона.
СТАТИКА И ДИНАМИКА ПРИВОДА ВРАЩЕНИЯ
679
В уравнении (IV, 73а) заменим	;
тогда
dt — J . —. drli
ai “ 4 30 Mi
и уравнение (IV, 76) принимает вид
п
П°- х = Ji "ЖбО I
о
(IV, 77)
где Mi — как и выше — приведенный крутящий момент.
ГЛАВА V
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ СИЛОВОГО ПОРШНЯ
И ЧИСЕЛ ОБОРОТОВ ГИДРОМОТОРА
§ 1.	ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Назначение регулирования — ручного и автоматического — обеспе-
чение заданного режима (цикла) работы машины (станка); поэтому регу-
лирование можно определить как процесс установления заданных пара-
метров — давления, скорости, числа оборотов и пр. — на должных
уровнях в каждый момент цикла.
Режим работы станка зависит от многих взаимосвязанных между
собой параметров и меняется непрерывно или периодически. Для поддер-
жания режима более или менее неизменным, т. е. изменяющимся в задан-
ных пределах либо изменяющимся по заданному закону, необходимо
воздействовать на органы управления; то воздействие может быть ручное
или автоматическое.
Ручное регулирование обычно ограничивается воздействием лишь по
одному параметру, наиболее эффективно влияющему на изменение режима
работы станка.
Автоматическое регулирование может производиться как по одному
параметру, так и по нескольким.
Механизм станка, который необходимо регулировать, и называют
регулируемым объектом, а устройство, осуществляющее непосредственно
процесс регулирования, называют регулятором. Совокупность регули-
руемого объекта и регулятора образует систему регулирования.
Уровень и качество регулируемого процесса связаны с одним или
несколькими параметрами, такими, как давление, скорость, ускорение,
перемещение и т. д.; их называют регулируемыми параметрами.
Автоматическое регулирование может быть двух видов: регулирова-
ние от параметров самого управляемого процесса, при помощи, например,
различных аппаратов защиты, гидравлических стабилизаторов скорости
и т. д., и управление от параметров, вводимых извне — так называемое
программное управление.
Скорость гидродвигателя регулируется изменением расхода количе-
ства жидкости, протекающего в единицу времени через гидродвига-
тель, и осуществляется:
а)	либо посредством изменения режима работы насоса — регулиро-
ванием его производительности;
б)	либо посредством изменения, но при постоянном давлении, сопро-
тивления участка трубопровода, по которому течет жидкость.
Первый способ регулирования называют объемным, второй — дрос-
сельным\ каждый из них может быть осуществлен изменением:
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
681
1) расхода жидкости в линии передачи энергии к гидродвигателю —
регулирование «на входе»;
2) расхода в линии, выходящей из гидродвигателя — регулирование
«на выходе».
В силу некоторой сложности и повышенной, по сравнению с другими
способами регулирования, стоимости объемное регулирование «на выходе»
применяется редко и не является типовым способом регулирования
в станкостроении.
Выбор способа регулирования зависит от мощности, необходимого
давления, характера изменения полезной нагрузки, типа применяемого
насоса и его характеристики и некоторых других факторов.
Объемное регулирование характеризуется тем, что при постоянной
мощность гидродвигателя пропорциональна рас-
нагрузке выходная
ходу насоса. Гидромотор будет нагру-
жен постоянным крутящим моментом,
а силовой поршень — постоянной тяго-
вой силой. Такой способ регулирова-
ния широко применяется в различных
отраслях машиностроения, особенно
в тех машинах, для которых при тро-
гании с места необходима большая
тяговая сила или наибольший крутя-
щий момент.
При дросселировании на входной
или на выходной линиях давление и
расход насоса постоянны, следователь-
но, постоянна также и потребляемая
им мощность. Скорость гидродвигателя
зависит от величины сопротивления
дросселя. Избыточная часть масла по-
Фиг. IV, 31. Схема индивидуального
питания гидросетей. К2, К3— пре-
дохранительные клапаны.
стоянно стравливается через пере-
ливной клапан в бак, не выполнив никакой полезной работы.
При уменьшении скорости гидродвигателя возрастает стравливаемый
в бак избыток расхода насоса и растут потери, а при увеличении скорости
потери уменьшаются. Таким образом, дроссельное регулирование осно-
вано на изменении величины потерь, т. е. на изменении к. п. д. гидро-
системы. Поэтому дроссельное регулирование, вообще говоря, оправды-
вается при малых мощностях гидродвигателя. Однако вследствие избы-
точной производительности насоса объемные потери меньше влияют на
кинематическую жесткость гидросистемы (см. стр. 685), чем при объемном
регулировании.
Питание гидродвигателя привода может быть индивидуальное или
централизованное. При индивидуальном питании применим любой способ
регулирования (объемный или дроссельный), а при централизованном —
”олько дроссельный, поскольку потоки масла к каждому силовому органу
необходимо распределить соответственно сопротивлениям напорных трасс.
Индивидуальное питание (фиг. IV, 31; см. также фиг. I, 183, где насос
— для вспомогательных операций, насос Нр — для привода стола)
нескольких гидродвигателей характеризуется независимыми давлениями
" . р;, р" в напорных трассах каждого гидродвигателя; независимыми
:коростями Up uj, и" и перемещениями и независимыми потребляемыми
мощностями. Однако такая схема питания требует самостоятельных на-
-хных станций и самостоятельной аппаратуры управления, а это зна-
682
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
чительно удорожает себестоимость станка и увеличивает его габариты;
поэтому такая схема питания почти не находит применения в станкостро-
ении.
При централизованном питании имеется один насос, обслуживающий
несколько гидродвигателей (фиг. IV, 32). Давление в системе одно —
наибольшее рн, определяемое по тяговой силе S площади F поршня.
При раздельной работе гидродвигателей расход насоса QK определяется
соответственно гидродвигателю, имеющему наибольшую скорость.
Если гидродвигатели участвуют в работе одновременно, то расход
насоса равен арифметической сумме расходов одновременно работающих
Фиг. IV, 32. Схема централизован-
ного питания гидросети. К — предо-
хранительный клапан; /?2,	—
гидравлические регулируемые сопро-
тивления.
гидродвигателей: QH =	+ Qj + QJ.
Для предварительного распределения
расхода насоса соответственно скоро-
стям и нагрузкам гидродвигателей
в схеме предусмотрены сопротивления
/?i, R 2, /?3, но изменение полезной
нагрузки любого гидродвигателя вызы-
вает перераспределение расхода насоса
между ними.
При меняющихся нагрузках стабиль-
ность перемещений достигается приме-
нением стабилизаторов скорости (см.
стр. 699). Простота конструкции и ма-
лые габариты обеспечили широкое рас-
пространение такой схемы питания
в гидрофицированных станках.
Для расчета площадей отверстие
с сопротивлениями удобно ввести по-
нятие проводимости сопротивления 5
В таком случае уравнение (IV, 9) можно записать в виде
Q = sV&p,
(IV, 7S
где s — проводимость сопротивления
3=	1	=
к К	' Y
При параллельном соединении сопротивлений (см. фиг. IV, 32) пере-
пады давлений во всех отводах равны, и для всей трассы получается
Qh = s0V^P,
где s0 — суммарная проводимость сопротивлений
п
1=1
для схемы по фиг. IV, 32 i = 1, 2, 3.
Если принять, что коэффициенты расхода р для всех параллель-'
включенных сопротивлений одинаковы, то
So= /y И(Z1 + h + U
где fl» ft, f* — площади отверстий сопротивлений.
ОБЪЕМНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
683
§ 2. ОБЪЕМНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
При разборе этого способа регулирования скорости и в дальнейшем
других способов регулирования принимается, что масло не содержит воз-
духа и что зависимости внешних и внутренних объемных потерь в системе
(т. е. в насосе, гидродвигателе и аппаратуре управления) от давления
линейны.
Давление pt в цилиндре (фиг. IV, 33) определяется как было указано
на стр. 669. Для стабилизации сил трения (следовательно, и величины ps),
в формуле (IV, 44) обычно предусматривают подпор р2 1,5-105 н/м2
клапаном 3. Пружина предохрани-
Фиг. IV, 33. Схема объемного
регулирования скорости гидро-
двигателя:
тельного клапана 2 регулируется ня
Фиг. IV, 34. График изменения давле-
ния и регулирование скорости гидро-
двигателя насосом объемного типа.
1 — регулируемый насос; 2 — пре-
дохранительный клапан; 3 — под-
порный клапан; 4 — обратный кла-
пан; 5 — двухпозиционный распре-
делитель.
наибольшее давление р0 насоса 5. Реверс 3 меняет направление скорости
поршня. Рекомендуется монтировать на напорной трассе обратный кла-
пан 4 для предохранения системы от полного опорожнения и от попада-
ния воздуха при выключенном насосе.
На фиг. IV, 34 дана характеристика этого способа регулирования;
откуда видно, что мощность пропорциональна нагрузке силового поршня.
Увеличение давления способствует, в силу неизбежности объемных по-
терь, уменьшению скорости.
Так как при объемнохм регулировании нет потерь мощности на дрос-
селирование, то масло нагревается меньше и это повышает к. п. д. Этот
способ регулирования целесообразно применять при сравнительно боль-
ших мощностях, а также когда требуется большой диапазон регулиро-
вания скорости.
Для приведения в действие механизма регулирования скорости изме-
нением расхода насоса требуется затрата некоторой мощности. В зави-
симости от габарита привода и выходной мощности гидродвигателя эта
мощность Np (0,02 ч-0,1) N, где N — выходная мощность гидродвига-
теля.
684
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Пользуясь уравнением постоянства расхода, для привода поступа-
тельного движения (см. фиг. IV, 33) получаем
Qx = Ы = V1F1 + <7<Р	(IV> 79)
здесь Кн — коэффициент расхода (удельный литраж) насоса (см3 на 1 обо-
рот ротора насоса);
ф — коэффициент регулирования насоса, равный отношению теку-
щего значения параметра регулирования насоса к наиболь-
шему значению этого параметра (так, например, для роторно-
поршневых радиальных насосов и гидромоторов ф =
где ех — текущий эксцентрицитет для роторно-поршневых
, sin 6Х	с
аксиальных насосов и гидромоторов ф == sin , где ох —
текущий угол наклона диска или ротора насоса и т. д. в за-
висимости от конструкции насоса и его механизма регулиро-
вания расходом);
Fi — площадь поршня;
qG — объемные потери в гидросистеме (см. стр. 636).
Из последнего уравнения определяется действительная скорость
поршня при давлении р±
=	(IV, 80)
к
Если	иф — геометрическая скорость поршня, т. е. скорость пр?:
давлении р — 0, то разность скоростей (и0 — с^) показывает уменьшение
скорости поршня в результате объемных потерь
Av1 = v0-v1 = ^..	(IV, 81
Объемные потери уменьшают скорость поршня, но влияние их можн:
несколько ослабить соответствующим увеличением площади Fr поршнч
Этот прием находит применение в станкостроении.
Качество гидравлической системы любого гидрофицированного стань =
оценивают степенью неравномерности х хода поршня при поступатель-
ном движении или неравномерностью вращения гидромотора в при-
водах вращения. Степень неравномерности характеризуется отношением
1_(IV S’
Х v0 “ 1 v0	v -
На фиг. IV, 35 показано изменение степени неравномерности скорое -
(хода) поршня в зависимости от давления р при различных диаметр;
поршня D и различных скоростях его поступательного движения. Из эт- г
графиков видно, что диаметр поршня оказывает большое влияние на рав-
номерность хода. Например, при скорости v0 = 100 мм/мин и давлен -
р — 20 б (20-105 н/м2) степень неравномерности составляет: при л>•*
метре поршня D = 150 мм неравномерность х = 6%, при D = 90
она увеличивается до / = 38%, а при D = 68 мм % > 50%, что ссбб:-
шенно неприемлемо для станков.
ОБЪЕМНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
685
Если известно уменьшение скорости Дрх гидродвигателя, то уменьше-
ние хода поршня составляет
Д/г - kvyT - Д01 .-4-,	(IV, 83)
Чо
где Т — так называемое «время заполнения» цилиндра;
V =	— объем цилиндра (Fx — его сечение, lt — длина);
Qo — геометрический расход масла, поступающий в цилиндр
при давлении в системе р == 0.
Наибольшая доля объемных потерь падает на объемные потери
в насосе (см. стр. 636).
Фиг. IV, 35. График неравномерности хода поршня при объем-
ном регулировании скорости.
Подставляя значения Д^; v^, Qo в уравнение (IV, 83), т. е. V = Fyli,
р
Qo — РтУо и ДУ1 ~ он~р~ 1см. уравнение (IV, 81)], получаем
t^h — ан
Ph
fivo
решая его относительно нагрузки Р, получим
_ v0P2^h
~ *
(IV, 84)
Тогда стабильность нагрузки или статическая жесткость системы будет
дР Р^о _ .
дД/1	~
(IV, 85)
Подставляя сюда величину полезной нагрузки и решая относительно Р,
получаем
р —	£2
1
(IV, 86)
686
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Следовательно, кинематическая жесткость системы (см. стр. 636) будет
дР ________
dvY	вн *н'
(IV, 87»
Гидрофицированные станки, работающие с большой тяговой силой,
с периодически изменяющейся нагрузкой, оцениваются динамической
жесткостью системы; по величине ее судят о рациональном выборе пло-
щади Ft поршня, длины цилиндра, длины коммуникаций трубопровода,
его упругости и т. д. Пользуясь теоремой Кастильяно и уравне-
нием (IV, 15), определим изменение объема гидросистемы под влиянием
упругих сил
®._2(е, + СВД.Д₽.
Перемещение поршня под действием потенциальной энергии найдем,
составив уравнение объемного равновесия силового цилиндра (см.
фиг. IV, 33)
Frx — FiVQt + 2-(0о +	= 0.	(IV, 88»
Отсюда допускаемая полезная нагрузка
2.(0„ + cFM
и динамическая жесткость гидросистемы
. _ дР = F*
1д~ дх “	2.(0о+ сЛ/х) *
(IV, 8^
(IV, 96
Таким образом, чем больше упругая постоянная 0О системы, тем
меньше — при прочих одинаковых условиях — динамическая жест-
кость тем, следовательно, больше причин для возникновения колеба-
ний при изменении нагрузки Р.
При выводе уравнения жесткости предполагалось, что объемные ис-
тери ничтожно малы и поэтому ими можно пренебречь. Практическ
они неизбежны в системе и в данном случае способствуют некотором,
демпфированию колебаний. Уравнения жесткости (IV. 85, 87 и 90) пока-
зывают, что длина силового цилиндра и его площадь играют доминирую-
щую роль в вопросах стабильности.
Динамическую жесткость гидросистемы необходимо знать для при-
ближенного определения собственной частоты колебаний системы
Пс 2л 2л V М 9	V v, -
где М — приведенная масса перемещающихся частей.
Знание собственной частоты системы и ее уровня необходимо
динамических исследований системы, для подбора пружин клапанов
для расчета демпферов, а также для определения возможной полосы про-
пускания частот.
Применяя уравнение постоянства расхода и для привода вращен? -
(см. фиг. IV, 30), получаем
= КМ11П^М,
ОБЪЕМНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
687
отсюда число оборотов гидродвигателя
«2 =	4-4»-^ = ТГ^- у—К	(IV, 92)
Аж «1 W A ч Vjh
где фн и как и выше (см. стр. 684) — коэффициенты регулирования
соответственно насоса и гидромотора;
.	.	Па
tr — передаточное число электродвигатель-насос, т. е.	,
rti
где пэ — число оборотов электродвигателя; — объемный к. п. д. при-
вода;
7? =	---коэффициент трансформации (см. стр. 676).
При ориентировочных расчетах принимают, что объемный к. п. д. т]0 ==
= const и равен его среднему значению на полном диапазоне регулиро-
вания.
В таком случае, обозначая произведение постоянных
получаем для наименьшего числа оборотов вала гидромотора выра-
жение
(IV, 93)
A W max
Переходное или критическое число оборотов, т. е. переход с диапа-
зона регулирования насосом на диапазон регулирования гидромотором,
определяется при наибольшем отношении коэффициентов регулирования,
которое равно единице, т. е.
«2^ = С	(IV, 94)
Наибольшее число оборотов гидромотора
„	_ «1 Фи max
2яих R  •
К
Для гидромуфт (см. стр. 676) R = и всегда г, = 1; в таком случае
Л«
Кц, ^2кр	^2 max*
При возможности трансформации момента R > 1, т. е. Км > Кн и
nl £> ^2тах*
(IV, 95)
При том же числе оборотов электродвигателя необходима повышаю-
щая передача ix > 1 и поэтому критическое число оборотов должно быть
п3
В быстроходных передачах 7? << 1, т. е. Км < Кн, и
п1 max*
В этом случае, при том же числе оборотов электродвигателя, необхо-
дима понижающая передача < 1.
688
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Наибольшее число оборотов гидромотора зависит от конструкции
привода и от качества его изготовления. Для роторно-поршневых ра-
диальных приводов наибольшая скорость вращения обычно не превышает
1500-4-1600 об/мин. Для роторно-поршневых аксиальных гидродвигателей
скорость больше, она может достигать 2500 об/мин, благодаря тому, что
масса роторной группы таких гидромоторов и насосов распределена
симметрично относительно оси вращения.
Фиг. IV, 36. Статические характеристики привода вращения:
а — регулируемый насос, гидромотор нерегулируемый; б — насос нерегулируемый,
гидромотор регулируемый; в — насос и гидромотор регулируемые (комбинированное
регулирование).
Качество изготовления привода характеризуется наименьшим числом
оборотов гидромотора при полной нагрузке; оно может составлять
n2min = (40-4-50) об/мин при давлении р = (60-4-65)-105 н/м2 [29].
Статическая характеристика привода вращения показана нафиг. IV, 36.
Диапазон регулирования скорости гидромотора обычно не превышает
1 : 3, тогда как диапазон регулирования насосом значительно больше —
1 : 400^-1 : 450. Регулирование насосом (фиг. IV, 36, а) обеспечивает по-
стоянный крутящий момент MKq на валу гидромотора и пропорционально
расходу линейное изменение потребления мощности N и чисел оборо-
тов п2. Регулирование гидромотором (фиг. IV, 36, б) обеспечивает постоян-
ное потребление мощности и изменяющийся крутящий момент на вал\
гидромотора. Такая характеристика желательна в станках с гидропри-
водом вращения шпинделя.
По числам оборотов вала гидромотора на холостом ходу п2х и пог
нагрузкой п2н легко определяется объемный к. п. д. привода вращения.
П —	П'^н _ 1
ОБЪЕМНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
689
С целью значительного уменьшения объема бака в малогабаритных
быстроходных станках, в механизмах управления (и особенно в транспорт-
ных машинах), а также для некоторой стабилизации сил трения применяют
схемы привода с закрытой циркуляцией масла (фиг. IV, 37, см. также I,
201,207,209). Такая схема регулирования должна иметь два насоса: низкого
8 и высокого 1 давлений, последний обычно регулируется. Насос низкого
давления питает насос высокого давления и одновременно компенсирует
Фиг. IV, 37. Схема регулирования скорости в условиях закрытой циркуляции рабочей
жидкости:
/ — регулируемый насос; 2 — управление расходом насоса; 3 — рычаг управления; 4 — силовой
поршень; 5—6 — дроссели торможения силового поршня; 7 — обратный клапан; 8 — вспомога-
тельный насос постоянного расхода; 9 — клапан подпитки; 10, 11 — соответственно клапаны
предохранительный и противодавления.
объемные потери в системе, а также разность в объемах (если цилиндр —
несимметричный) с правой и левой сторон поршня; кроме того, этот же
насос создает противодавление и этим несколько выравнивает изме-
няющуюся силу трения.
Насос высокого давления обеспечивает необходимую силу тяги и регу-
лирование скорости поршня.
Если поршень несимметричный (см. фиг. IV, 37) и перемещается со
скоростью vlt то циркулирующий расход в системе
QhI “ Qex =	1*
Так как площади поршня с обеих сторон не равны, то разность в рас-
ходах и все объемные потери q0 в системе компенсируются расходом на-
соса 8
<?л2 =	+	(IV, 96)
44 Ачеркан 159
690
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
При движении поршня в обратном направлении возникает избыток
циркулирующего расхода, поскольку выходной из цилиндра расход
будет больше входного Qex, (т. е. Qebix^> Qex); этот избыток частично
сливается в бак, а остальная часть компенсирует объемные потери. В этом
случае
AQ = U2 (Fr - F2) - crp2.	(IV, 97)
Закрытая циркуляция в гидравлических приводах поступательного
и вращательного движений требует предварительного заполнения системы;
Фиг. IV, 38. Схема регулирования чисел оборотов
привода вращения в условиях закрытой циркуля-
ции:
поэтому для выпуска воз-
духа должны быть преду-
смотрены воздуховыпускные
пробки. Воздушная подушка,
образующаяся в системе,
резко нарушает равномер-
ность хода гидромотора,
а в некоторых случаях пре-
рывает циркуляцию.
Закрытую циркуляцию
широко применяют в при-
водах вращения (фиг. IV, 38).
вследствие компактности и
конструктивной простоты осу-
ществления регулирование
расходом насоса или гидро-
мотора.
Реверсирование вала ги-
1, 2, 3, 4 — клапаны подпитки; 5 — предохранительный ДрОДВИГЗТеЛЯ ПРОИЗВОДИТСЯ
клапан высокого давления; 6 — предохранительный кла- пихп папрплппм гтятппя мя-
пан насоса подпитки.	лиоо переводом статора на
coca или гидромотора через
среднее (нулевое) положение, либо посредством реверсирования золот-
ником. В последнем случае переходной процесс реверсирования проте-
кает, по сравнению с реверсированием статором, значительно быстрее.
В реверсируемых приводах (см. фиг. IV, 38) происходит смена давле-
ния в трассах между насосом и гидромотором и для этого предусмотрена
два клапана подпитки /, 2, предназначенные для той же цели, что .
клапан 3 (см. фиг. IV, 30), который в состоянии пополнить небольшу?:
убыль расхода. Для быстрого пополнения и одновременно для поддержа-
ния постоянного давления подпитки применяют малолитражные шесте-
ренные насосы; уровень их давления, а следовательно, и уровень
давления подпитки, определяется предохранительным клапаном под-
питки 6.
Клапаны 3 и 4 обеспечивают предохранительному клапану высоко?'
давления 5 работу в реверсивном режиме. При перегрузке гидромотс:
останавливается, но насос продолжает работать, стравливая весь свс -
расход через клапаны 3 или 4, в зависимости от направления вращени-
и далее через предохранительный клапан 5 и клапаны подпитки 2 или .
во всасывающую полость насоса.
Системы, имеющие непосредственный слив во всасывающую полос-:
насоса (фиг. IV, 38), не могут обеспечивать циркуляцию больших расх-
дов, но довольно устойчиво поддерживают нагрузку гидромотора.
Шестеренный насос подпитки, кроме того, может быть использова-
для управления сервомеханизмом регулирования расходом насоса,
ОБЪЕМНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
691
пример, в приводах большой мощности, при автоматическом регулирова-
нии и т. д.
Предохранительный клапан 5 (фиг. IV, 38) ограничивает наибольшее
давление насоса. При работе вхолостую давление нагнетания рг меньше
противодавления р2 и потребляемая мощность расходуется только на
преодоление сопротивлений трения.
При увеличении давления, например, в момент включения нагрузки,
противодавление р2 уменьшается, клапан подпитки 2 срабатывает, и
давление подпитки pQ уравновешивается с противодавлением р2. При
р0 = Р2 клапан 3 закрывается, и шестеренный насос весь свой расход
стравливает в бак. Это повторяется каждый раз при изменении нагрузки.
Расход, проходящий через насос (индекс Н) при наличии нагрузки,
равен
*21« = #Л —	(р| — Р2) — СМ3/мин. (IV, 98)
где Qi„ — расход насоса в трассу напора в см91мин-,
К'н — удельный расход насоса в см91рад, равный Кн = (значе-
ние Кн см. на стр. 684);
сон — угловая скорость вала насоса в рад!мин\
<зн — коэффициент внутренних объемных потерь насоса в смЧн-мшс,
<зн — коэффициент внешних объемных потерь насоса в смъ1н-мин.
(Здесь р! и р2 — в н1см2).
Аналогично, расход, проходящий через гидромотор (индекс д) при
той же нагрузке
Q& =	— 0д (Pi — Р2) + o'gPt см3!мин.	(IV, 99)
Приравнивая правые части двух последних уравнений, определим
угловую скорость гидромотора
~ Лр‘- P1 ’ (IV’100)
или заменив здесь удельный расход насоса Кн через коэффициент регу-
лирования насоса получим
®э =	[Мл - дНа« ~ °*) - pi «+ **)]’ <IV* 101>
где k6 — удельный расход насоса на единицу коэффициента регулирова-
ния его, т. е. k6 =	.
Если приравнять угловую скорость гидромотора нулю (соа = 0),
получим минимально возможный коэффициент регулирования при данном
перепаде давления &р = рг — р2.
[А^ (а« - °а) + Pi « + <)]
Внутренние объемные потери обусловлены величинами перепада дав-
ления и зазора между соприкасающимися поверхностями в подвижных
и неподвижных соединениях. Эти потери остаются в системе, но не участ-
вуют в передаче энергии гидромотору.
Внешние потери — потери через места уплотнений, соприкасающихся
непосредственно с атмосферным давлением (сальники штока поршня,
валы насоса или гидромотора и пр.).
44*
(IV, 102)
692
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Довольно высокий к. п. д. привода вращения достигается применением
приводов с разветвляющимися потоками мощности. В таких передачах
большая часть мощности передается механической передачей, например
дифференциалом, а меньшая гидравлической передачей.
На выходном валу дифференциальный механизм суммирует эти две
поступающие мощности. В таких приводах крутящие моменты и числа
оборотов выходного вала регулируются гидравлически — регулируемым
насосом.
§ 3. ДРОССЕЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
Дроселем называется местное гидравлическое сопротивление, спе-
циально предназначенное для регулирования скорости гидродвигателя
и установленное на пути тока жидкости.
Отличительная особенность дросселя от обычных местных сопротив-
лений, например клапанов, заключается в том, что его проходное сече-
ние изменяется только в результате внешнего воздействия на него, тогда
как клапан изменяет свое проходное сечение
под действием проходящего через него потока
жидкости.
Регулирующее действие дросселя осно-
вано на том, что с изменением его проход-
ного сечения меняется гидравлическое сопро-
-тивление; это изменяет перепад давления,
а следовательно, и расход масла, проходя-
щего через дроссель.
Коэффициент сопротивления дросселя за-
висит от многих факторов — остроты кромок
дросселирующего отверстия, его формы
в продольном и поперечном сечениях, темпе-
ратуры масла и др. Поэтому процесс дрос-
селирования довольно сложен.
Сопротивление дросселя Rdp должно быть
больше сопротивления трубопровода и кла-
пана RK (см. фиг. IV, 39, 49 и 41). Чем
меньше острота кромок дроссельного отвер-
стия, тем меньше и его сопротивление.
Остроту кромок обычно учитывают в отно-
сительных величинах — отношением ради-
уса г входной кромки к диаметру d подвод-
ного отверстия. Это отношение изменяется
с изменением проходного отверстия дросселя. Следовательно, чем боль-
ше проходное отверстие дросселя, тем меньше влияние остроты кромки
на его сопротивление.
Экспериментами установлено, что при >* 0,2 острота кромки почти
не влияет на сопротивление дросселя.
На характеристике дросселя резко сказывается искажение потока
жидкости; в связи с этим рекомендуется монтировать дроссель на прямо-
линейном участке трубопровода длиной не меньше чем (20—25) d.
Дроссельное регулирование расходом разделяется в зависимости от
характера источника питания на два принципиально различных вида:
а) с постоянным подводом давления и в этом случае применяется после-
довательный монтаж дросселя (см. фиг. IV, 39 и 40) и б) с постоянным
Фиг. IV, 39. Схема дроссель-
ного («на входе») регулирования
поступательной скорости:
1 — насос; 2 — предохранительный
клапан; 3 — дроссель; 4 — двух-
позиционный распределитель.
ДРОССЕЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
693
подводом расхода и в этом случае применяется параллельный монтаж
дросселя (см. фиг. IV, 41, а также фиг. I, 194, дроссель 6).
Наибольшее распространение в станкостроении получили системы
с постоянным подводом давления. Системы с постоянным подводом рас-
хода мало пригодны в схемах, требующих жесткости, или при централи-
зованном питании нескольких гидродвигателей (см. стр. 682).
В схемах с постоянным давлением дроссель может быть смонтирован
либо «на входе» (фиг. IV, 39, а также фиг. I, 194, дроссель 9), либо «на
выходе» из гидродвигателя (фиг. IV, 40, а также фиг. I, 219, дроссель Дх).
Фиг. IV, 40 Схема дроссель-
ного («на выходе») регулиро-
вания скорости:
/ — насос; 2 — предохранитель-
ный клапан; 3 — дроссель;
4 — двухпозиционный распреде-
литель.
Фиг. IV, 41. Схема парал-
лельного дроссельного регу-
лирования скорости:
1 — насос; 2 — предохранитель-
ный клапан; 3 — дроссель;
4 — двухпозиционный распре-
делитель.
Дроссель, смонтированный на выходе, обеспечивает более равномер-
ную скорость гидродвигателя; поэтому такой монтаж обычно применяют
при малых перемещениях и малых скоростях гидродвигателя, v < 1 м/мин.
Однако по сравнению с дросселированием на входе, при дросселиро-
вании на выходе расход мощности больше; это обусловлено влиянием
действующего противодавления р2.
При любом виде дросселирования применяются насосы постоянного
расхода, в наших станках — почти всегда шиберные мод. Г12 или
шестеренные мод. Г11, в зависимости от необходимого давления в гидро-
системе.
К. п. д. систем с дроссельным регулированием всегда меньше, чем
с объемным регулированием. Чтобы компенсировать это различие, меха-
нический к. п. д. насосов постоянного расхода должен быть, вообще
говоря, больше механического к. п. д. регулируемых насосов, однако это
не всегда достижимо. Наибольший к. п. д. дроссельных систем составляет
примерно 0,65—0,67.
При дроссельном регулировании происходит затрата и рассеивание
некоторой части энергии в процессе дросселирования; поэтому оно нахо-
дит применение в гидравлических системах с малым потреблением мощ-
ности — до 3—3,5 кет. В тех случаях, когда необходимо высокое быстро-
694
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
действие или большой коэффициент усиления, дроссельные системы регу-
лирования превосходят все другие возможные решения.
Расход насоса QH зависит от наибольшей поступательной или окруж-
ной скорости гидродвигателя, от наибольших объемных потерь в системе
и некоторого дополнительного расхода qQ, постоянно сливающегося в бак,
но необходимого для поддержания постоянного давления в системе, кото-
рое устанавливается соответствующей регулировкой пружины перелив-
ного клапана 2 (фиг. IV, 39, 40 и 41).
Для поступательной скорости поршня
=	+	+	(IV, 103)
Для окружной скорости вала гидромотора
Qh = Кмп" + api + qQ,	(IV, 104)
где v'' и и" — соответственно наибольшая скорость поршня и наиболь-
шее число оборотов гидромотора.
При дроссельном регулировании неравномерность хода может быть
обусловлена двумя причинами:
а)	наличием дросселя в трассе нагнетания или слива, т. е. некоторого
калиброванного отверстия, стабильность расхода через которое Q =
= С]/Др, а следовательно, и стабильность скорости зависит от постоян-
ства перепада давления Др — это так называемая «структурная неравно -
мерность» скорости; для схемы по фиг. IV, 39 Др = рн — р19 для схеме
по фиг. IV, 40 &р = р2 — рс и для схемы по фиг. IV, 41 Др = рн — р
б)	кинематической податливостью, зависящей от внутренних и внеш-
них объемных потерь в системе.
Объемные потери в насосе при дроссельном регулировании по схема':
фиг. IV, 39, 40, 41 мало влияют на кинематическую жесткость. Схема
параллельного дросселирования по фиг. IV, 41 наиболее чувствительна
к объемным потерям в системе и к изменениям нагрузки, поэтому она на-
шла применение, главным образом, в сервомеханизмах управления.
Следовательно, неравномерность скорости при дроссельном регулиро-
вании силовой нагрузки зависит от структурной неравномерности.
Пусть скорость Vq при отсутствии нагрузки (см. фиг. IV, 39)
= 77 =	л.	1 -
где ps — давление от сил трения и других сопротивлений (см. стр. 669
Скорость и, при нагрузке, создающей давление р,
= Урн— (Р + Ps)	!
Пользуясь уравнением IV, 82, определяем степень структурной нерав?'
мерности
х = 1	— \fpH ~Ps ~р	= 1 — 1/1	— —g—,	(iv,	1
Л	г Рн-Ps	у Ph — Ps	v
которая тем больше, чем больше отношение р к разности рн — ps.
При уменьшении площади отверстия дросселя сопротивление в нагг*
ной трассе увеличивается, давление рг в цилиндре возрастает, поступ?-
щий в него расход увеличивается и скорость поршня возрастает. Увел
чение площади проходного отверстия дросселя уменьшает давление .
и соответственно уменьшает скорость.
698
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Для предварительных, а в некоторых случаях и проверочных расче-
тов, наибольшее проходное сечение отверстия дросселя можно принять
равным F". 0,08d;j, где do — внутренний диаметр трубопровода.
По данным ЭНИМСа, для проходных сечений дросселей, имеющих
форму диафрагмы (мод. Г77-11, Г77-31), расход через дроссель
Q = 70^/Др^-Ю-3 м3/мин,	(IV, 118)
где Ft — площадь отверстия дросселя в см2, а &рдр — в б. При этом пере-
пад давления составляет &рдр 0,34рР
Для дросселей, применяемых в гидросистемах станков, необходим
примерно постоянный расход при температуре, колеблющейся в довольно
широких пределах Т = 15-4-50° С. Испытания показали, что удовлетво-
рительные результаты получаются при уменьшении длины дросселирую-
щей щели. Поэтому в новых конструкциях дросселей ЭНИМСа длина от-
верстия равна 0,14-0,2 мм, т. е. истечение через такое отверстие прибли-
жается к идеальному случаю истечения из отверстия — с коэффициентом
расхода р = 0,75-н0,78. Проводимость такого отверстия изменяется в за-
висимости от перепада давления по параболическому закону, с показате-
лем степени 0,5, и в интервале упомянутых температур расход остается
почти постоянным.
Дроссель в форме диафрагмы выполняют фрезерованием канавки а
в отверстии стержня (фиг. IV, 43). Такое отверстие может быть выпол-
нено и как сопряжение винтовой канавки на стержне с продольным
пазом а (фиг. IV, 44).
§ 4. СТАБИЛИЗАЦИЯ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
Дроссельному регулированию присуща структурная неравномерность
(см. стр. 694), обусловленная изменениями нагрузки, следовательно
и перепада давления в дросселе.
Стабилизации скорости можно достигнуть с помощью редукционног с
клапана, который в состоянии поддерживать перепад давления прибли-
зительно постоянным, если его соответствующим образом соединить с дрос-
селем.
При регулировании скорости «на входе» применяют параллельнст
включение дросселя и редукционного клапана (фиг. IV, 45), при дрос-
селировании «на выходе» — последовательное их соединение (фиг. IV, 46
При дросселировании «на входе» (фиг. IV, 45) сила давления F
пружины 1 редукционного клапана уравновешивает перепад давлени-
в дросселе
Рпр = !кл (Рн — Р1)>	(IV, 119
где fKA = -%- (d2 —	— рабочая площадь поршня 2 клапана.
В этом уравнении не учтена реактивная сила, возникающая при обте-
кании конуса 3 клапана жидкостью, стекающей в бак через выход?:
отверстие. Эта сила зависит от формы выходного отверстия. Для обеспе-.т
ния равновесия поршня клапана ставят отражатель 4 и пружину 1 доест
нительно подтягивают.
При уменьшении нагрузки на силовой поршень давление уменьшаете -
поршень клапана, перемещаясь вправо, увеличивает сток жидкости в
вследствие чего поступление жидкости в силовой цилиндр уменьшаете -
5
Давление рх = (где Sx = Р + 2*5/) в полости силового цилинг:;
ДРОССЕЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
695
Если проходному отверстию дросселя придать специальный профиль,
то соответственно этому профилю будет меняться давление р± в цилиндре
и скорость поршня. Поэтому параллельное дросселирование, кроме схемы
управления, нашло применение в гидроустройствах, в которых требуется
периодическое изменение подводимого давления к гидродвигателю (при-
меры: зажимные устройства, фрикционные муфты, некоторые типы прес-
сов и др.).
Так как для каждой точки разветвления потока алгебраическая
сумма притекающих и уходящих расходов
(фиг. IV, 41)
= QH - vpH - Hi PA (IV, 106)
Отсюда скорость поршня
V1 =	(<?«— Gp«— Hi ]/у Р„л)«
(IV, 107)
При полностью перекрытом отверстии
дросселя, т. е. при наибольшей скорости
поршня имеем
(IV, 108)
равна нулю, можно написать
где о — коэффициент объемных потерь
в системе.
Из последнего равенства видно, что
эта схема дросселирования чувствительна
к изменению давления и к объемным поте-
Фиг. IV, 42. Схема дифференциаль-
но-дроссельного регулирования ско-
рости:
/ — калиброванное отверстие (диа-
фрагма); 2 — предохранительный кла-
пан; 3 — дроссель; 4 — насос.
рям в системе.
При параллельном дросселировании, изменяя сопротивление дрос-
селя, можно управлять подводимой к гидродвигателю мощностью в ши-
роких пределах, от нуля до максимума. Так как в'данной схеме исполь-
зуется только одно сопротивление, то реверсировать этим сопротивлением
гидродвигатель нельзя. Для реверсирования сопротивлением необходим
золотник с двумя сопротивлениями или два дросселя (фиг. IV, 42) — так
называемое дифференциально-дроссельное регулирование, в котором на-
порная трасса присоединена к меньшей площади поршня; при этом должно
быть F2 = 0,5Fv
Стабильность давления обеспечивается калиброванным отверстием
диафрагмы /, а величина давления — предохранительным клапаном 2.
Отверстие диафрагмы 1 должно быть рассчитано.
Если регулировать сопротивление дросселем R, то соответственно
будет изменяться давление р2 в правой (на схеме фиг. IV, 42) полости
цилиндра.
При наибольшем сопротивлении R = R" дросселя поршень будет
перемещаться с наибольшей скоростью (быстрый, или ускоренный
ход). При некотором среднем сопротивлении R = Rcp поршень будет
находиться в равновесном положении, и если продолжать дальше умень-
шать сопротивление R, поршень будет перемещаться в противоположном
направлении со скоростью v.2. Наибольшая обратная скорость v2 будет
при наименьшем сопротивлении R = R'.
696
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Этот способ регулирования имеет ряд преимуществ перед другими спо-
собами регулирования (малое влияние объемных потерь на скорость,
поскольку обе полости поршня находятся под давлением; отпадает надоб-
ность в реверсирующем механизме; исключено образование вакуума).
Такая схема получила распространение в малогабаритных агрегатных
станках, в копировальных станках и в системах управления с автомати-
ческим регулированием.
При движении поршня по направлению п0 с большой скоростью урав-
нение расходов будет (см. стр. 696)
Qh + F 2VQ —	1 —	— О,
отсюда
v° = Л —^2	= 0.5F,	• (!V, 109|
Наименьшее давление р'2 определяется из условий равновесия поршня
(см. стр. 669)
Р^-рЛ + Р^ + Р*^	(IV, 1Ю?
При быстром подводе со скоростью v0 полезная нагрузка pFr = 0.
поэтому давление в системе наименьшее
^2 = Pi 7Г + Ps = °^Pi + Ps*
Наибольшее сопротивление R" легко определить по проводимости s
дросселя (см. стр. 682). Тогда
Q'o -s' ур2 =- vF' VV	>
отсюда наименьшая площадь отверстия дросселя будет
F' = —.	(IV, 11:
Н У У§Р2
Наименьшим расходом Q' через дроссель всегда задаются при расче-
тах. Среднее сопротивление JR определяется при скорости v0 = 0 (с?!
уравнение IV, 109)
И так как F2 = 0,5Fx, то окончательно (см. фиг. IV, 42)
(IV, 1:2
Давление р2 при среднем положении поршня можно определить из раве-
ства
Р1Р2 = Р2Р1,
отсюда
F2 л с
Pz = Pi-^ = 0,5ft..
ДРОССЕЛЬНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛД
697
Потери давления Др0 в потоке (см. фиг. IV, 39, 40) складываются из
а) потерь давления в трассах нагнетания и слива и б) перепада давления
в дросселе
Аро = РтР + ЬрэР-	(IV, 113)
Подставляя в это уравнение значение потерь давления в трубопроводе
[см. уравнения (IV, 9) и (IV, 6) ] и решая его относительно получим

^Рдр~Рн~ Р1 + 1.6у
или в сокращенном виде
Драр = Рн - РТР.	(IV, 114)
Максимальная проводимость дросселя при наибольшей скорости
поршня
q;==s" j/pT^pZ. (iv, 1 is)
где &р'др — минимальный перепад
давления в дросселе.
Фиг. IV, 43. Дроссель в форме
диафрагмы:
а — дроссель.
Фиг. IV, 44. Дроссель в форме
винтовой канавки:
а — втулка.
Минимальная проводимость дросселя — при наибольшем перепаде
давления и наименьшей скорости поршня, т. е.
Q'i = s' = s' Vрх—РтР-	(IV> 116)
Для удобства расчетов можно ввести относительные величины и
написать
kQ~'~kFV^’
(IV, 117)
где
<?i Q s	Ьрдр
СТАБИЛИЗАЦИЯ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
699
несколько уменьшается, но перепад давления Дрг = рн — рх восставав’
ливается. Схема работает, потребляя мощность в зависимости от нагрузки,
поэтому она экономичнее схемы с дросселированием на выходе.
Гидромеханизм, состоящий из редукционного клапана и дросселя,
носит название стабилизатора скорости гидродвигателя. Редукционный
клапан реагирует на каждое изменение силы, действующей на гидро-
двигатель, устанавливая соответственно этому свое проходное сечение.
В качестве примера рассмотрим принципиальную схему стабилизации
скорости, обычно применяемую в нашем станкостроении при дросселиро-
вании «на выходе» (фиг. IV, 46). При установившемся режиме количество
жидкости Q2, выходящей из силового цилиндра и протекающей через
Фиг. IV, 45. Схема стабилизатора скорости гидродвигателя при дроссе-
лировании «на входе»:
1 — пружина редукционного клапана; 2 — поршень редукционного клапана;
3 — конус поршня клапана; 4 — отражатель.
сечение редукционного клапана, равно количеству жидкости Q3, ухо-
дящей через сечение Fdp дросселя 5, т. е. Q2 ~ Q&
При внезапном увеличении притока в междроссельную камеру 5
(например, в момент выхода инструмента из металла) притекающее коли-
чество жидкости (Q2) будет больше уходящего количества (Q3). Избыток
будет вызывать подъем поршня 6 клапана. Давление в междроссельной
камере будет меняться пропорционально избытку (или убыли) количества
жидкости; поэтому будет справедливо равенство
Рз = Рз + ДРз>
где рз — первоначальное давление в междроссельной камере;
Др3 — прирост давления в той же камере.
Схема стабилизации имеет два элемента: объект регулирования (гидро-
лвигатель) и стабилизатор (редукционный клапан совместно с дросселем),
з котором роль чувствительного элемента выполняет площадь F'Q
£иг. IV, 46) поршня редукционного клапана, а звеном, связывающим чув-
ствительный элемент и гидродвигатель, служит дроссель с проходным
сечением Fdp. Поэтому стабилизирующая система по принципу ее действия
каждому значению регулируемого параметра соответствует только одно
-оложение регулирующего органа) относится к числу статических систем
прямого регулирования.
Для статического регулирования характерна неравномерность регу-
лирования, обусловленная абсолютной статической ошибкой, которая
700
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
равна разности Дт = т — mQ между текущим положением т поршня
редукционного клапана и его номинальным положением т0. Следовательно,
неравномерность регулирования будет
х =--------------
то
Если при установившемся режиме, т. е. когда Q2 = Q3 (фиг. IV, 46}
параметры регулирования не меняются, то при нарушении этого равен-
Подбод-
Резание • |- Отбод-~
ПТТГТТТГ
тттптпт
3
тп
а
IV, 46. Схема стабилизатора скорости ги-
%
ч
,	Фиг.
о)	дродвигателя при дросселировании «на выходе»:
1 — поршень; 2 — демпфер; 3 — дроссель; 4 — отверстие к баку; 5 — междрос-
сельная камера; 6 — грибообразный поршень редукционного клапана; 7 — пружи-
на редукционного клапана.
шшшшп

ства происходит изменение параметров, которое протекает тем быстрее,
чем меньше емкость гидросистемы, чем больше разность между притекаю-
щим и уходящим количеством жидкости и чем меньше аккумулирующая
способность гидросистемы.
Обозначим: Q2 — расход, поступающий к органу регулирование
Q3 — расход, проходящий через органы регулирования; v — регулируе-
мый параметр, в данном случае — скорость гидродвигателя; р — пара-
метр регулирующего органа, в данном случае — ход поршня реду?.
ционного клапана.
Расходы Q2 и Q3 зависят от параметра регулирования v, а один из ни*
зависит также и от параметра регулирующего органа р. Так, наприме:
расход Q2 (фиг. IV, 46) зависит от параметров v и р, а расход Q3 —
только от параметра v.
Схемы стабилизации обычно являются одноемкостными объектам i
регулирования с двумя координатами.
СТАБИЛИЗАЦИЯ СКОРОСТИ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
701
При нарушении равновесия, например при уменьшении нагрузки,
поступающий расход будет больше проходящего расхода, т. е. Q2 > Q&
и тогда для этого переходного процесса можно написать
*	= Qs (V, И) - Сз (V) = й,	(IV, 120)
где Q — показатель, количественно характеризующий процесс стабили-
зации, т. е. поток вещества, проходящий через объект стабили
зации (импульс силы, расхода масла, поступающий в гидро-
двигатель, импульс момента и т. д.);
'ft — показатель, характеризующий инерционность системы.
Например, для поступательного движения показатель й характеризует
приведенную массу, для вращательного или поворотного движения —
приведенный момент инерции.
Функции расходов Q2 и Q3 в уравнении (IV, 120) показаны для упро-
щения зависящими от двух нелинейных параметров; в действительности
они зависят от многих нелинейных параметров.
Для исследования системы стабилизации и регулирования поль-
зуются линейной моделью процесса: реальные системы уравнений в ли-
нейные переводят разложением входящих переменных в ряд Тэйлора по
степеням их приращения. Величинами порядков выше первого пренебре-
гают, имея в виду малую величину отклонений от установившегося со-
стояния.
Для линеаризации уравнения (IV, 120) полагаем
v = v0 + Av и р = р0 + Др,
где символом А обозначено, как обычно, приращение.
Разлагая в ряд Q2 и Q3, получаем:
Q8 = Q8.e + ^-Av+-^-AM ... '
~ п , dQ3 д	(а)
Сз — Сз. о +	Av + • • •
В этих условиях индекс «о» указывает на установившийся режим, при
котором Q2 0 (v, |л) = Q3 0 (v). Учитывая это равенство, подставляем
выражения (а) в уравнение (IV, 120); тогда
Adv . / dQ3
dt "I” \ dv
AV = -^ Ap.
dv )	dp r
Для удобства анализа уравнения вводят относительные — безраз-
мерные — величины. Для этого все приращения переменных относят
к их номинальным или максимальным значениям. Тогда все переменные
будут безразмерные, а коэффициенты при них либо также безразмерны,
либо будут иметь размерность времени. Итак, пусть
Av = voa и Др = рор.
После подстановки этих значений получаем
tfv0
da
dt —д-^-Ро
dp u
avp
u
Ио dp.
dQ3
dv
dQj \
dv )
+
702
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Введем теперь обозначения:
Но	°
ф
и
vo ( $Q3_____dQ2 \ а
dQ2 \ dv	dv J “ u<
dp,
Тогда предыдущее уравнение можно записать так
Т0^- + аа = р,	(IV, 121)
где То — постоянная времени, характеризующая время, затрачиваемое
на заполнение емкости при Q3 = 0 до установившегося состоя-
ния;
а — коэффициент саморегулирования, характеризующий свойства
объекта в отношении стабилизации.
При о >> 0 система не нуждается в стабилизирующем устройстве,
так как обладает самовыравниванием. При а <С 0 объект регулирования
не способен к самовыравниванию и поэтому нуждается в стабилизирую-
щем устройстве.
§ 5. СИНХРОНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ
ГИДРОДВИГАТЕЛЕЙ
В некоторых случаях, как, например, в подъемных и транспортньг
устройствах, в гидравлических прессах, в зажимных приспособления а
(при зажиме одновременно по нескольким точкам) и во многих других
устройствах, встречающихся в самых различных областях техники, не-
обходима синхронизация движений гидррдвигателей.
Практика показывает, что даже в момент трогания с места синхрс--
ность гидродвигателей нарушается вследствие различия сил трения пою::
в различных частях этих двигателей, причем во время движения гидр
двигателей нарушенная синхронность не восстанавливается.
Для синхронизации движений двух или большего числа силовь
гидродвигателей (поршней или гидромоторов) применяют различье
схемы.
Наибольшее распространение получили схемы с делителями р_-
хода.
Необходимое условие более или менее точной синхронизации — от
наковые характеристики гидродвигателей, т. е. равные диаметры порш.- - -
для поступательного движения и одинаковые литражи гидромотс;. i
для вращательного движения.
Наибольшее распространение получили дррссельные делители поте« .
(фиг. IV, 47). Расход QH насоса под постоянным давлением рн подас".
в полость а и далее по двум параллельным трассам, через сопротивле-
11Rr и 12R2 расходы Qi и Q2 проходят в полости и F2. Через др<х-т
лирующие отверстия 6 и 7 масло поступает к отверстиям трасс 3 и 4. -.
единяющихся с двумя гидродвигателями.
Если нагрузка на гидродвигатели одинакова, то давления в трасса’
и 4 равны, и плунжер П (делитель) находится в среднем (нейтраль:-.-.
СИНХРОНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЙ РАБОТАЮЩИХ ГИДРОДВИГАТЕЛЕЙ
703
положении, поровну разделяя расход насоса между двумя гидродвига-
телями. Если в трассе 4 вследствие увеличения нагрузки давление возра-
стает, то оно увеличится и в полости е, в результате этого делитель рас-
хода П переместится влево. Проходное отверстие дроссельной щели 7
увеличится, а отверстие дроссельной щели 6, наоборот, уменьшится.
Давления в полостях будут изме-
няться до тех пор, пока не уравно-
весятся перепады давлений, а сле-
довательно, станут равны расходы
в трассах 3—1 и 4—2.
Когда давление в трассе 3—1
уравновесится с давлением в трас-
се 4—2, гидродвигатель 2 остано-
вится, делитель П, сместившись
вправо, несколько перекроет про-
ходное отверстие дросселя, и ги-
дродвигатель 1 также остановится.
Отношение величин разделен-
ных расходов не должно быть
больше 2:1, и в этом случае
ошибка синхронности гаранти-
руется не свыше 4%. Увеличение
расхода через делитель свыше
указанного предела ведет к сни-
жению к. п. д. системы, а умень-
шение расхода ниже определенной
величины сопровождается резким
увеличением ошибки деления рас-
хода [5], [66].
Большое влияние на точность
деления расхода оказывает время
срабатывания делителя П, кото-
рое зависит от его площади, его
веса и величины его хода. Чем
Фиг. IV, 47. Схема синхронизации скоро-
стей двух гидродвигателей (силовых порш-
ней):
меньше ход делителя П, тем выше
точность деления расхода.
При больших давлениях в си-
стеме на точность деления влияют
сжимаемость масла и объемные
потери насоса. Поэтому в подоб-
ных случаях рекомендуется мон-
тировать делитель расхода воз-
можно ближе к гидродвигателям.
1—2 — силовые цилиндры; 15—насос; 14 — пре-
дохранительный клапан; П — плунжер (делитель
расхода), выравнивающий давление рх и р2\
6, 7, 8—дроссельные кромки плунжера; 11, 12 —
диафрагмы; 9, 10 — обратные клапаны; 13—трех-
позиционный распределитель; 5 — дроссель свя-
зи; Fх, F2— рабочие площади делителя расхода.
Схема делителя расхода (фиг. IV, 47) до некоторой степени подобна
мостику Уитстона. Для потоков масла в трассах деления
рн - Р\ = и —р2 =
Так как по условию должно быть рх = р2, то Q2XR2 = Q%R2, откуда
Qi _ 1 /"
Qi У ‘
704
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
§ 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
И СЛЕДЯЩИЕ СИСТЕМЫ
В системах автоматического регулирования работы разнообразных
машин широко применяют гидроусилители — гидравлические механизмы,
которые при малых габаритных размерах обладают большим коэффи-
циентом усиления, быстродействием и высокой надежностью [19], [59].
В станкостроении преимущественное распространение получили гидро-
усилители с дроссельным управлением, отличающиеся простотой кон-
Фиг. IV, 48. Блок-схема
гидроусилителя.
нительным органом) 2.
струкции, весьма малыми габаритами и боль-
шой чувствительностью. Струйное управление
гидроусилителями в станкостроении почти
не применяется.
Принципиальная блок-схема гидроусили-
теля (фиг. IV, 48) содержит измерительное
устройство (чувствительный элемент), назначе-
ние которого — сравнивать (или измерять) два
положения: требуемое X, задаваемое задаю-
щим элементом (ЗЭ), и действительное положе-
ние У, отрабатываемое гидродвигателем (испол-
Разность X — У = Z является ошибкой слеже-
ния, или рассогласованием. Сигнал ошибки поступает в преобразующее
устройство 1, Измерительное устройство (ИУ) имеет два входа У и 2
и один выход X.
В копировальных однокоординатных станках задающим элементом
является копир К (фиг. IV, 49, а), чувствительным элементом—золот-
ник управления 3, преобразующим (или усилительным органом) —
1—поршень; 2—силовой цилиндр; 3—-управляющий дроссель?»
золотник; 4 — клапан противодавления.
поршень /; цилиндр 2, с которым жестко скреплены инструмент (на схек-
резец изображен закрепленным непосредственно на цилиндре), являет:*
здесь исполнительным органом.
Расход насоса поступает в полость Fx и параллельно через регул и г г
мое отверстие Fx золотника в полость Р2 с противодавлением р2\ велич?
последнего ограничена пружиной клапана 4.
Уровень давления р2 определяется при неподвижном гидродвигатетz
при некотором предварительном открытии mQ золотника 3 и при пере~^-
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
705
давления между полостями гидродвигателя Др — 0. В таком случае
р2 = Р142-, а так как обычно Ft = 0,5F2> то Рн = О.брх-
* 2
Если золотник 3 перемещается от положения /п0 вправо, то цилиндр 2
будет перемещаться также вправо со скоростью v19 а масло из противо-
положной полости будет вытесняться под постоянным давлением р2 в бак.
Давление рг в правой полости цилиндра 2 будет непрерывно изме-
няться в зависимости от перепада давления Др в золотнике, и поэтому
давление pi = р2 + Др.
Если золотник из положения т0 перемещается влево (на схеме), то
перепад давления Др будет уменьшаться, и цилиндр 2 начнет переме-
щаться влево по направлению v2.
Составим уравнения расходов для некоторой текущей площади Fx
золотника 3.
Для узловой точки а (фиг. IV, 49, б)
Q. =	+ qx,
для узловой точки б
Qo = vrF2 + qx.	(б)
Из этих двух равенств находим необходимый расход насоса
Q = Qo —	(/% — Л).	(в)
Пользуясь понятием проводимости (см. стр. 682), определяем расходы
Чх = s, /рх — р2,
где sx — проводимость проходной площади золотника, и
Qo ~ so V"
где s0 — проводимость площади прохода клапана 4 (фиг. IV, 49).
Подставляя эти выражения расходов в уравнение (б), получим
sx V Pi ~ Р2 = 50 У~р2 —
отсюда текущая проводимость площади прохода золотника для скорости
слежения
— V1 f2.
У Pl  р2
(г)
Наибольшая проводимость будет при скорости слежения vx = 0. Такая
проводимость соответствует предварительной проходной площади золот-
ника управления, т. е. его положению т0. Поэтому
р _____ р sx Цо ____ р Цо _______1____
•->о И	Р -1/ р, д
г р2
Наибольшая скорость слежения будет, очевидно, при sx = 0: в этом слу-
чае из уравнения (г) следует
Г 2
(Д)
(е)
Зная проводимости отдельных проходных площадей и пользуясь
уравнением (IV, 78), можно определить их геометрические размеры.
45 Ачеркан 159
706
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Для направления по t>2 (фиг. IV, 49) баланс расходов составляете^
так же; далее, поступая аналогичным способом, определяют все необхо-
димые данные.
Схема параллельного слежения работает с переменным потреблением
мощности и поэтому экономичнее, чем схема последовательного слежения,
меньше и нагрев масла. Однако в силу своей структуры она менее ста-
бильна, чем другие схемы и поэтому не получила большого распростра-
нения в станках.
Схемы слежения с постоянным давлением (фиг. IV, 50, а, б) получил?
широкое применение в станках благодаря их большей жесткости и чув-
ствительности.
Управляющий золотник 3 регулирует расход масла, вытекающий
большей полости F2 цилиндра. В противоположной полости F± цилиндра
Фиг. IV, 50. Схема однокоординатного слежения и копирования
при постоянном подводимом давлении рн:
1 — силоъъй. поршень; 2 — силовой цилиндр; 3 — управляющий дроссель-
ный золотник.
давление = рн поддерживается постоянным. Обе полости /4 и ".
цилиндра соединены отверстием Fh конструктивно выполненным в порш:—
Перемещение золотника изменяет давление в полости F2 цилиндт_
а это вызывает перемещение цилиндра 2 и связанного с ним резца.
Среднее положение золотника, т. е. положение, при котором цилинд:
неподвижен, определяется из условия p]F\ — p2F2 к отсюда
F2 1
Л 1-^-’
Р1
где Др = р! — р2.
Если из среднего положения золотник перемещается влево (на схеч-г
то вследствие разности площадей поршня цилиндр будет перемещать-
влево со скоростью v2.
Пользуясь схемой (фиг. IV, 50, б) и данными, приведенными -
стр. 696, нетрудно составить уравнения баланса расходов и отсюда с.~:~
делить необходимые расчетные данные.
Показанная схема слежения — наиболее простая. Она обычно причи-
няется в тех случаях, когда не требуется повышенной точности воспр: -:-
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ МОЩНОСТИ
707
ведения профиля, при отсутствии резкой знакопеременной нагрузки
и когда погрешность слежения относительно мала по сравнению с дру-
гими погрешностями, вносимыми в систему от других механизмов и узлов
станка.
Схемы слежения с четырехкромочным золотником (фиг. IV, 51, а, б, в)
получили наибольшее распространение в таких станках, от которых
требуется повышенная точность воспроизведения профиля и большая
жесткость.
Если при однокромочных золотниках слежение осуществляется разли-
чием площадей поршня (см., например, фиг. IV, 49 и 50), то при четырех-
кромочном золотнике неравенство этих площадей необязательно. Поэтому
они могут применяться также и в следящих приводах вращения.
Фиг. IV, 51. Схема одно координатного слежения и копирования
с применением четырехкромочного дроссельного золотника упра-
вления.
Четырехкромочный золотник (фиг. IV, 51, б, см. также фиг. I, 167)
до некоторой степени аналогичен мостику Уитстона, и при применении
его перемещение гидродвигателя осуществляется изменением давления
в полостях У7! и F2 цилиндра. При среднем (нейтральном) положении зо-
лотника проходные сечения равны, поэтому	и давления по обе
К'2 Л4
стороны силового поршня равны.
При перемещении золотника вправо сопротивления и увели-
чиваются, а сопротивления /?2 и уменьшаются, поэтому давление р±
уменьшается, а давление р2 возрастает.
Практика показывает, что при перемещении золотника всего лишь
на 0,025 мм разность между давлениями рх и р2 достигает примерно 60%
от подводимого давления насоса.
Зазор в—б (фиг. IV, 51, в) обычно делают равным 16—20 мкм, и по-
этому, если радиальный зазор «золотник—корпус золотника» не превышает
10 мкм, то объемными потерями можно пренебречь.
Скорость поршня зависит от разности расходов, притекающих к узло-
вым точкам. Так, например, скорость v2 =	Поэтому при ско-
г 2
рости слежения v2 = 0 должно быть Q2 = Q4. Это дает возможность
составить уравнение равновесного положения золотника (см. фиг. IV, 51, б)
Pl — Pi = Рн — 2р2, т. е. рн = р! + р,. (IV, 122)
45* 139
708
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Противодавление р2 при движении в направлении
^1Y
Pi ’
Если подставить это значение в уравнение (IV, 122) и принять, что про-
ходная площадь золотника имеет форму боковой поверхности цилиндра,
т. е. f = Ttdm, то получится необходимое давление насоса
Рн = Pl + о Л •	(IV, 123)
1 2gp,2 (л dm)2	’	1
Давление рг в цилиндре определяется с помощью уравнения (IV, 44).
Уравнения расходов в плечах «моста» (фиг. IV, 51, б):
~	+ @2’	= Qi Q3»
Qh = Q3 Qy F% = Q% *
Отдельные слагаемые сумм расходов можно определить, пользуясь
проводимостями для плеч «моста»
Qi =	р,; Q2--= з2У'рн —р2; Q3--s3yp‘1; Q4 = s4}/^.
Следящая система — замкнутая система управления с направленными
связями, осуществляющая постоянное сравнение заданного положения X
с фактическим положением Y объекта регулирования; для такого сравне-
ния предусмотрена отрицательная обратная связь, действующая так, что
выходная координата Y подается на измерительное устройство (см.
фиг. IV, 48).
Поскольку следящая система не производит работы, следовательно, и
не передает энергии, а только управляет объектом, то решающее значение
имеет не мощность сигнала X задающего элемента, а информация об этом
сигнале.
В станках наибольшее распространение получили следящие системы
непрерывного действия, в которых сигнал управления появляется одно-
временно с возникновением рассогласования. Очевидно, что чем меньше
рассогласование, тем точнее слежение.
Гидроусилитель характеризуется коэффициентом усиления по мощ-
ности который определяется как отношение выходного усилия F
к входному усилию С, т. е. к усилию на штоке золотника. В ряде случаев
(для гидроусилителей) возможны значения Кр^> 3-105.
Качество гидроусилителя оценивается коэффициентом добротност:.
Д ~	, Где постоянная времени Т = (0,005ч-0,01) сек.
В следящих приводах вращения коэффициент добротности есть отне-
шение Д =	, где со^ — установившаяся угловая скорость холосто?
хода выходного вала, 0 — угол рассогласования.
В следящих приводах вращения и поступательного движения коэффи-
циент добротности выбирается из тех соображений, чтобы скоростная
статическая ошибки системы соответствовали бы заданным значениям
При этом следящая система должна иметь достаточный запас устой-
чивости.
В некоторых случаях коэффициент добротности Д выбирают по гра-
фику частотных характеристик системы.
СХЕМЫ ОДНОКООРДИНА ТНОГО И ДВУХКООРДИНАТНОГО КОПИРОВА ния 709
В следящих системах применяются три типа золотников: с предвари-
тельным открытием (фиг. IV, 51, в), в которых, при среднем положении,
всегда имеется некоторый проток масла — так называемые «проточные»
золотники. Такие золотники обладают большой чувствительностью, но
потребляют несколько большую мощность на непроизводительный проток
масла при среднем положении золотника. Расход напорной трассы в зо-
лотниках с перекрытием подводящего отверстия пояском золотника
(фиг. IV, 52) при среднем положении стравливается в бак через предохра-
нительный клапан. Золотник
такого типа обычно применяется
при необходимости периодиче-
ского включения гидродвигате-
ля, например в командоаппара-
тах, шаговых двигателях, шаго-
вых искателях и т. д. Эти золот-
ники имеют зону нечувствитель-
ности, определяемую разностью
Д = б—в, что способствует уве-
личению постоянной времени Т.
Повышение быстродействия
и чувствительности добиваются
применением золотников с «ну-
левым перекрытием» (фиг.
IV, 53), в которых б — в = 0.
Однако такие золотники тре-
Фиг. IV, 52. Схема
дроссельного золот-
ника управления
с перекрытием трас-
сы давления.
Фиг. IV, 53. Схема
дроссельного золотни-
ка управления с нуле-
вым перекрытием трас-
сы давления насоса.
буют точного изготовления и монтажа. С целью
облегчения технологии
в конструкцию вводится дополнительная деталь — втулка, собранная
из отдельных колец а.
Золотники следящих систем обычно изготовляют из легированных
сталей Х1Н или 18Х2Н4ВА с цементацией и закалкой до твердости HRC
59-^62. Если предусмотрена втулка, то она изготовляемся из стали
40ХНМА или ХГ с термической обработкой до той же твердости. Торцы
колец должны быть точно отшлифованы и перпендикулярны к оси. Допу-
скаемое биение торцов до 3 мкм.
После термической обработки и проверки твердости рабочих поясков
золотник шлифуют так, чтобы чистота поясков отвечала 10—11-му классам
по ГОСТ 2789—59. Допускаемые овальность, эллиптичность и конусность
2—5 мкм. Притупления и завалы кромок поясков золотника не допу-
скаются. Золотники притираются по отверстию индивидуально с диамет-
ральным зазором, в зависимости от диаметра золотника, в пределах
5—12 мкм.
§ 7. СХЕМЫ ОДНОКООРДИНАТНОГО И ДВУХ КООРДИНАТНОГО
КОПИРОВАНИЯ
В металлообрабатывающей промышленности широкое распростране-
ние получили гидрокопировальные суппорты-приставки, монтируемые
непосредственно на токарных станках для обработки ступенчатых конус-
ных и фасонных поверхностей вращения.
Наибольшее распространение получил гидросуппорт мод. КСТ-1,
в котором применена схема, показанная на фиг. IV, 50. Этот суппорт, как
и другие гидрокопировальные суппорты, для токарных станков, работает
по принципу однокоординатного слежения, т. е. скорость задающего
710
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
перемещения s — постоянная, от ходового винта или ходового валика
станка, а скорость копирующего перемещения vp резец получает в резуль-
тате геометрического сложения скоростей суппорта s и поршня
(фиг. IV, 54, а, б, в). Для участка подъема копируемого профиля
(фиг, IV, 54, айв) по теореме синусов:
______s____ _	_ Ур
sin (р -J- a) sin а sin р
Для участков спада копируемых профилей (фиг. IV, 54, б)
$	==___= vp
sin (Р — «О sin оц sin 0
Из этих равенств после подстановок значений углов Р, а и ах находим
требуемые перемещения s и в зависимости от vp.
Фиг. IV, 54. Схема однокоординатного копирования профиля:
/ — копировальный палец; 2 — копир; 3 — дроссельный управляющий золотник; 4 — корпус
золотника; 5 — кронштейн; 6 — резцедержатель.
Из этих соотношений видно, что в общем случае обработки фасонной
поверхности вращения, т. е. когда скорость задающего перемещения по-
стоянна, но углы Р и а соответственно переменны, для получения тре-
буемой результирующей скорости vp = const необходима скорость копи-
р ующего перемещен и я
__ t/p sin а   s sin а
V1 ~ sin р sin (р -t а) ’
соответственно
__ ур sin «1 __ s sin аг
V1 “ sin p ~ sin (P — (XJ9
СХЕМЫ ОДНОКООРДИНАТНОГО И ДВУХКООРДИНАТНОГО КОПИРОВАНИЯ 711
т. е. при постоянной скорости vp скорость = f (а, 0), соответственно
= f (аь 0) должна быть переменной, варьирующей часто в широких
границах. Это является недостатком такого способа копирования.
Углы а подъема профиля (см. фиг. IV, 54, а) могут быть от а = О
при точении цилиндра до а = 180° — 0 = 165°, где 0 = 15° — угол уста-
новки резца по отношению к продольной оси заготовки.
При точении спада профиля (фиг. IV, 54, б) угол а определяется из
условий постоянного контакта копировального пальца с профилем копира
и величины 8 угла вершины резца, поскольку радиус ее закругления
согласовывается с радиусом закругления копировального пальца. В силу
этих обстоятельств, а также имея в виду черновую и чистовую обработку
деталей различной твердости, копировальный палец обычно делают смен-*
ным.
Наибольший угол спада принимают равным а = 0 — 15°; тогда
угол 8 вершины резца должен быть
8 < 180° — 3° — а — 3° — ах = 174 — (а + ах),
где 174° = 180° — 16°. Для того, чтобы резец передней и задней поверх-
ностями не соприкасался с обрабатываемой поверхностью.
Таким образом, при обтачивании, например, ступенчатого вала с углом
подъема а = 90° (см. фиг. IV, 54, в) и углом спада = 45° — 15° = 30°,
с суппортом, установленным под углом 0 = 45° к оси заготовки (линии
центров станка)
8 < 174° — 90° — 30° = 54°.
Минимальный угол е при вершине резца определяется прочностью его
вершины, а не геометрическим расчетом. Так, например, при том же угле
0 = 45° наибольший угол подъема теоретически может быть а = 165° —
—45° = 120°; однако для этого нужно было бы взять угол при вершине
резца в плане
8 = 174° — 120° — 30° = 24°,
что практически недопустимо.
Точность скопированного профиля зависит от точности копира и соот-
ветствия радиусов закругления вершины резца и копировального пальца,
величины рассогласования, упругих деформаций узлов станка и некото-
рых других факторов.
Практически точность обработки заготовки по диаметру составляет
0,05—0,1 мм, при рассогласовании 0,02—0,04 мм.
Допуски на радиусы закругления вершины резца и копировального
пальца не должны превышать 0,1 мм, причем для резца +0,1 мм, а для
копировального пальца —0,1 мм. Допуск на точность установки резца
относительно линии центров станка ±0,25 мм.
Если в схеме слежения (см. фиг. IV, 42, 50) постоянное сопротивление
Fi заменить переменным, использовав для этого, например, клапан
мод. БГ54, то переходные процессы в системе будут непродолжительными,
а вследствие этого повысится точность копирования. Кроме того, регули-
руя силу пружины клапана ВГ54, можно подобрать наиболее правильный
перепад давления в рабочих полостях цилиндра.
Постоянную скорость копирования можно обеспечить при двухкоорди-
натном, независимом, взаимно перпендикулярном слежении (фиг. IV, 55),
как результат перемещения инструмента одновременно по двум взаимно
перпендикулярным осям координат.
159
712
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Основными элементами двухкоординатной системы слежения являются:
два гидроцилиндра X и Y с двумя четырехкромочными золотниками управ-
ления; синусно-косинусный распределитель с двумя распределительными
дисками 1 и 2, профиль которых выполнен так, чтобы расходы масла
в гидроцилиндры X и Y были пропорциональны синусу и косинусу угла
поворота распределителя.
Шток золотника управления шарнирно соединен с копировальным
пальцем 3. На конусной втулке 4 этого золотника смонтированы распре-
делительные диски 1 и 2, приводимые во вращательное движение ротор-
Фиг. IV, 55. Схема двухкоординатного копирования.
ным аксиальнопоршневым
гидрмотором 5.
Изменение эксцентри-
цитета е относительно оси
вращения втулки 4 меняет
расходы масла, поступаю-
щие в гидроцилиндры.
Для того чтобы резуль-
тирующая скорость vp,
т. е.скорость копирования,
была постоянной, необхо-
димо, чтобы скорости vx и
vy по осям координат
непрерывно изменялись:
одна — пропорционально
косинусу, а другая — про-
порционально синусу уг-
лов поворота распредели-
теля, т. е. должно быть
vx= и sin а и vy = v cos а.
В результате этого ско-
рость vp будет пропорциональна величине эксцентрицитета е, а по напра-
влению — приблизительно совпадать с направлением эксцентрицитета
Профиль детали, получающийся в результате геометрического сложе-
ния скоростей и Vy, имеет малую погрешность, не имеющую практиче-
ского значения. Расход QH насоса распределяется параллельно по тре\
направлениям Qt: Qx и Qy (фиг. IV, 55).
Пользуясь схемой привода к перемещениям золотников управления
профилям распределительных дисков, необходимое перемещение их буде"
т — q — г = г + е cos а — г — е cos а,
(а
где Q — наибольший радиус копирных дисков;
г — наименьший радиус копирных дисков и
а — угол поворота.
Скорость перемещения золотников
va = -w ==• 6(0 sin а,
3	\ at \	’
со — угловая скорость распределительных дисков.
Погрешность копирования зависит от погрешности в кинематичес?> 7
цепях станка, погрешности приспособления и инструмента и погрешнос- 
собственно следящей системы.
СХЕМ Ы ОДНОКООРДИ НА ТНОГО И ДВУХКООРДИНА ТНОГО КОПИРОВАНИЯ	713
Инструментальные погрешности зависят, например, от несоответствия
размера режущего и копировального инструмента, их расположения отно-
сительно заготовки и копира.
Кинематические погрешности в основном определяются люфтами и на-
личием упругостей в кинематических цепях.
Погрешности слежения зависят от динамических факторов, например,
от времени затухания переходных процессов; некоторых дополнительных
отклонений режущего инструмента, вызываемых случайными причинами,
а также от наличия стационарной погрешности системы.
Гидромоторы мод. МН15 (см. фиг. IV, 18) можно использовать в сле-
дящих системах в качестве привода к суппортам и кареткам станков, соеди-
няя ходовые винты последних
с валом гидромотора. Та-
кое решение особенно эффек-
тивно при копировальной
обработке деталей больших
габаритов.
При модернизации токар-
ных станков с целью приспо-
собления их к выполнению
копировальных работ такая
компоновка следящего при-
вода не требует изготовле-
ния дополнительных деталей
и узлов к станку.
Гидромоторы значительно
более инерционны, чем си-
ловые поршни, поэтому
в быстроходных станках при-
менять гидромоторы в схе-
мах слежения не рекомен-
Фиг. IV, 56. Схема слежения по углу поворота
гидро мотор а.
дуется.
Использование гидромотора мод. МГ15 для поворота на угол
стола тяжелого карусельного станка показано схематически на фиг.
IV, 56.
В такой схеме имеется насос 1 шиберного или шестеренного типа,
в зависимости от необходимого давления, которое устанавливается регу-
лированием пружины предохранительного клапана 2, золотника управле-
ния 3, шток которого жестко соединен с гайкой 4 обратной связи. На валу
гидромотора заклинена шестерня 6, находящаяся в постоянном зацеп-
лении с зубчатым венцом гайки 4 и одновременно с зубчатым колесом 7
стола планшайбы станка.
Поворотом маховичка 5 задают угловое перемещение (деление) стола.
Гайка 4 перемещается по винту маховичка 5, перемещает при этом золот-
ник 3 и открывает маслу доступ к гидромотору, который и приводит
во вращение зубчатое колесо 7 вместе со столом и одновременно гайку 4
обратной связи.
Эта гайка, перемещаясь по винту в обратную сторону, отрабатывает
угол поворота стола.
Время разворота гидромотора
Jo
МГ’
714
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
здесь со — установившаяся угловая скорость гидромотора;
Ji — приведенный момент инерции, в данной схеме, равный
где J6 и (ox — соответственно момент инерции вала гидро^отора и
шестерни 6 и их угловая скорость;
J1 и со 2 — момент инерции зубчатого колеса 7 и стола и их угловая
скорость;
— крутящий момент на валу гидромотора
£иг. IV, 57. Схема гидроусилителя
крутящих моментов.
где К2 — «литраж» гидромотора (на один оборот).
Если вместо золотника управления 3
в схеме (фиг. IV, 56) применить крано-
вый следящий распределитель 3, 4
(фиг. IV, 57), то гидромотор мод.
МП 5 может быть использован как ги-
дроусилитель крутящего момента. Та-
кая схема нашла широкое применение
в синхронизирующих устройствах вход-
ного и выходного валов (своего рода
«гидровал») с одновременным увеличе-
нием, если это необходимо, крутящего
момента на выходном валу (/ и 2 на
фиг. IV, 57 соответственно насос и
предохранительный клапан).
Пробка 4 распределительного крана
(фиг. IV, 57) соединена с датчиком
входных импульсов любого вида, спо-
собным поворачивать ее с постоянной
илй переменной скоростью. В большин-
стве случаев эту пробку удобно соеди-
нять с шаговым двигателем малой мощ-
ности. Втулка 3 крана соединена без-
зазорным шарниром с концом валика :
(в гидромоторе мод. МП 5, фиг. IV, 18, возможность такого соедине-
ния предусмотрена). Второй конец 6 вала гидроусилителя соединяете^
с нагрузкой.
Давление рг насоса подводится к отверстиям и н2, а отверстия q и
корпуса крана постоянно соединяются с баком. С гидроусилителей
мод. МГ18 кран соединен попарно с отверстиями гх —г2 и г3—г4.
Задаваемый угол поворота определяется угловым положением пробки 4
которая, поворачиваясь, открывает доступ маслу под давлением к гидро-
усилителю. Вал 6 гидроусилителя, а вместе с ним и валик 5 обрати:!
связи приходит во вращение. Одновременно с перемещением нагрузок
поворачивается в ту же сторону и втулка 3, отрабатывая угол рассоглас о-
вания. Если входной вал соединяется с маломощным шаговым электрода-
гателем, то для определения мощности последнего необходимо знать :-х
грузку, в данном случае равную
ov.
СХЕМЫ ОДНОКООРДИНА ТНОГО И ДВУХКООРДИНАТНОГО КОПИРОВАНИЯ 715
где М'п — крутящий момент, необходимый для преодоления инерции
пробки 4 и входного вала, равный М'п =	где Л—мо-
мент инерции пробки 4 и входного вала.
Момент инерции входного вала Je гидроусилителя зависит от габарита
усилителя и составляет (в н-см-сек2): для мод. МГ18-12 — Je = 0,2-5;
МГ18-13 — Je = 0,6~5; МГ18-15 — Je = 0,24~5, ЛГ—крутящий момент,
необходимый для преодоления реактивной силы, обусловленной дей-
ствием реакции выходного потока масла, и равный по данным ЭНИМСа
М"п = 1,64-104-KQ-p0’5 н-сш,
где Q — расход масла, потребляемый гидроусилителем, в м3/мин',
К — опытный коэффициент, зависящий от габарита гидроусилителя:
Модель МГ18-12 МГ18-13 МГ18-15
К 0,03	0,05	0,065
Мп — крутящий момент, необходимый для преодоления трения, завися-
щий от давления в системе и габарита гидроусилителя и приведен
в табл. IV, 3.
Таблица IV, 3
Модель гидроусилителя	Величина крутящего момента в зависи- мости от давления в системе в барах		
	20	40	50
МГ18-12	0,07	0,07	0,07
МГ18-13	0,2	0,28	0,3
МГ18-15	0,3	0,5	0,6
Момент Mw на выходном валу гидроусилителя определяется из выраже-
ния
Л4Н = Мнаго + Мт + Му,
здесь Мнагр — момент от нагрузки, например от силы резания;
Мт — момент трения в приводимом усилителем механизме;
Му — момент, необходимый для преодоления инерции приводи-
мого в движение механизма и равный
Mj = (J + <7Л)
где J — момент инерции выходного вала гидроусилителя для раз-
личных моделей, равный (в н-м-сек2)\ для МГ18-12 — J =
= 0,12“5; МГ18-14 — J = 0,38'5; МГ18-15 — J = 0,26‘4;
J — момент инерции приводимого в движение механизма;
со — угловая скорость выходного вала;
d2(d	_2
-^2---угловое ускорение выходного вала усилителя в сек .
Гидроусилители моментов допускают до 1600 импульсов в секунду и
1200 импульсов при цене импульса 1,5°, что значительно превышает число
импульсов, допускаемых для маломощных электродвигателей. Большое
количество импульсов позволяет уменьшить шаг, что повышает точность
716
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
угловых перемещений. Все эти преимущества гидроусилителей позволяют
применять их в станках с числовым программным управлением, с исполь-
зованием маломощных шаговых двигателей.
Как известно, в крупносерийном и в массовом производствах широкое
распространение получили автоматические линии, а также комплексная
автоматизация производственного процесса.
Фиг. IV, 58. Переднее расположение гидрокопировального суп-
порта:
1 — бак; 2 — насос; 3 — корпус копировального устройства; 4 — дроссельный
управляющий золотник; 5 — передняя полость силового цилиндра; 6 — задняя
полость цилиндра; 7 — копир; 8— копировальный палец; 9 — регулировоч-
ный винт; 10 — предохранительный клапан.
В мелкосерийном производстве необходима автоматизация, обеспечи-
вающая быструю переналадку станка, и в этом отношении наибольшег’
эффекта можно ожидать от применения копировальных устройств и с"
применения систем программного управления.
Как уже упоминалось, гидрокопировальными суппортами оснащаю"
различные станки токарной группы, и это дает возможность обрабатывав
детали либо по шаблону, либо по образцовой, обработанной без копиг:
детали — по эталону. Имеется опыт применения гидрокопировальных су--
портов также на станках других групп, например на строгальных став-
ках.
СХЕМЫ ОДНОКООРДИНАТНОГО И ДВУХКООРДИНАТНОГО КОПИРОВАНИЯ 717

Фиг. IV, 59. Переднее расположение гидро копировального суппорта:
1 — шестеренный насос; 2 — силовой поршень; 3 — дроссельный управляющий золотник;
4 — копир; 5 — копировальный палец; 6 — пружина копировального пальца.
Фиг. IV, 60. Заднее расположение суппорта:
1 —бак; 2—фильтр; 3—4 —сдвоенный шестеренный насос; 5—электродвигатель;
6 — суппорт копировальной приставки; 7 — силовой цилиндр; 8 — дроссельный
управляющий золотник; 9 — копир; 10 — копировальный палец; 11 — державка
копировального пальца; 12 — станина станка; 13—задняя бабка; 14—суппорт;
15 — поворотный резцедержатель.
718
РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ГИДРОМОТОРА
Копировальные суппорты монтируют на станине станка как спереди
(фиг. IV, 58, 59) станка, так и сзади (фиг. IV, 60), под углом 45—60° отно-
сительно продольной оси станка. Такое расположение копировального
суппорта дает возможность обрабатывать торцы заготовки под углом 90°
к ее оси.
Заднее расположение копировального суппорта, нисколько не нарушая
универсальности станка, позволяет использовать поворотный четырехпо-
зиционный резцедержатель. Это позволяет на том же станке обработать
эталонную деталь для использования ее в качестве копира.
Копир крепят либо под суппортом, либо над ним. Для верхнего креп-
ления копира требуется специальный кронштейн, поэтому необходима
дополнительная конструктивная доработка.
При установке копировального суппорта на задней стороне станка
зона резания доступна для наблюдения, и копир защищен от попадания
стружки.
Переднее расположение суппорта (фиг. IV, 58, 59) дает возможность
крепить копир спереди, но закрывает зону резания и не дает возможности
изготовлять эталонную деталь на том же станке.
Нашей промышленностью выпускаются гидросуппорты в виде отдель-
ных агрегатов (приставок) для монтажа на продольной каретке станка.
Переднее расположение имеет гидросуппорт мод. ГС-1 (см. фиг. I, 39).
а суппорты КСТ-1, ПКТЗ и КПИ монтируются на задней стороне станка.
При переднем расположении гидрокопировального суппорта шпин-
дель станка вращается в обычном направлении, при заднем расположении
суппорта направление вращения шпинделя зависит от установки резца:
если резец крепится так, что его передняя поверхность обращена вверх
(нормально), то направление вращения шпинделя обратное; прямое на-
правление вращения — при «опрокинутом» резце (передняя поверхность
обращена вниз).
ГЛАВА VI
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Для регулирования параметров потока жидкости в гидросистеме, т. е.
давления и количества протекающей жидкости, а также для разобщения
одних участков трубопровода от других применяют гидравлическую аппа-
ратуру разнообразных типов и конструкций.
Вся аппаратура, применяемая в гидросистемах металлорежущих стан-
ков, разделяется по основному назначению — контрольно-регулирующая
аппаратура и аппаратура управления, по эксплуатационным признакам —
аппаратура запорная, редукционная, предохранительная, обратная
и т. д., и по конструктивным признакам — клапаны, золотники распре-
делителей, краны.
Клапаном называется аппарат (устройство управления), монтируемый
на пути потока жидкости и предназначенный для изменения параметров
потока.
Каждый клапан имеет затвор, который приводится в движение либо
внешней силой — регулируемые клапаны, либо воздействием проходя-
щего через него потока жидкости — нерегулируемые клапаны. От этих
воздействий изменяются геометрические размеры проходной площади
отверстия клапана, что и вызывает изменение параметров потока.
Потеря давления в клапанах зависит от скоростей v и vK масла и от
коэффициентов сопротивлений | и |x соответственно в предклапанном от-
верстии и в площади прохода клапана и поэтому потеря давления равна
сумме
s 2g g “ 5° 2g ’	'
где Io — суммарный коэффициент сопротивления:
= l +	(IV, 125)
Скорость v в предклапанном отверстии обычно принимается равной
7—8 м/сек, а скорость ск в клапанной щели — от 15 м/сек до 25 м/сек,
а в предохранительных клапанах — до 30 м/сек.
Коэффициент сопротивления в предклапанном отверстии может варьи-
роваться в пределах | = 2,5^7.
По уравнению постоянства расхода
vKFK = ^vF,
где v — скорость в предклапанном отверстии;
F — его площадь;
720
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
ф = 0,94-1,0 — коэффициент, учитывающий неравномерность рас-
пределения скоростей в площади прохода клапана.
Отсюда
и, следовательно,
= 1 +	(IV,126)
Клапаны, которые по своему назначению должны оказывать мини-
мальное сопротивление потоку масла (например, обратные клапаны),
должны иметь FK 0,75 F и поэтому отношение скоростей <
< 1,24-1,3.
Для регулирования давления применяют клапаны переливные, пре-
дохранительные и редукционные.
Переливные клапаны поддерживают давление на входе в клапан по-
стоянным вследствие непрерывного слива некоторого количества масла
в бак. Такие клапаны не требуют герметичности; они находят применение
при всех видах дроссельного регулирования.
Назначение предохранительного клапана — не допускать повышения
давления сверх заданного. Для таких клапанов герметичность обязательна,
поскольку они должны срабатывать только при повышении давления,
путем одновременного слива избытка масла. Предохранительные клапаны
используются в схемах с объемным регулированием скорости.
Редукционные клапаны служат для понижения давления масла на вы-
ходе из клапана и поддерживают пониженное давление постоянным.
Вследствие влияния трения и утечек клапан не может реагировать на
произвольно малое изменение расхода, т. е. каждый клапан имеет некото-
рую «зону нечувствительности».
На степень нечувствительности клапана влияют следующие факторы:
а) сила, возникающая на боковой поверхности затвора клапана
вследствие несимметричности потока жидкости в радиальных зазорах
между затвором и отверстием в корпусе, в результате чего имеет место
неравномерное и одностороннее давление. Наблюдения показывают, что
эта сила тем больше, чем больше давление жидкости;
б) трение между телом клапана и его направляющей в корпусе;
в) боковое давление, возникающее в результате не вполне симметрич-
ного распределения давления пружины.
Последний фактор зависит от способа крепления пружины. Сфериче-
ские опоры значительно уменьшают боковое давление.
Для уменьшения боковых сил, обусловленных несимметричностью ради-
альных зазоров, на поверхности затвора клапана делают ряд кольцевых
выточек глубиной 0,3—0,5 мм и шириной 0,5—0,6 мм. Клапан еще больше
разгружается, если вместо нескольких кольцевых выточек сделать одн\
широкую глубиной 0,03—0,05 мм в средней части затвора клапана.
При закрытом предохранительном клапане сила пружины должна
превышать силу давления на рабочую площадь затвора клапана
на некоторую величину Ргер для обеспечения герметичности клапана.
Переливные клапаны допускают настройку по давлению в диапазоне
не свыше 4:1.
Клапан выбирают по нормалям ЭНИМСа, в которых указаны наиболь-
ший рекомендуемый расход масла, рабочее давление и условный проход
за который принимается диаметр отверстия в присоединительном конце
АППАРАТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
721
(патрубке) клапана; он не должен быть меньше внутреннего диаметра при-
соединяемой трубы.
Необходимо иметь в виду, что внутренний диаметр зависит от толщины
стенки трубы, наружный диаметр которой определяется диаметром наруж-
ной резьбы согласно ГОСТу. Следовательно, условный проход и внутрен-
ний диаметр могут не совпадать по величине (см. ГОСТ 355—52).
По способу крепления аппаратуры на трубопроводе в гидросистемах
станков она подразделяется на фланцевую, резьбовую (цапковую) и муф-
товую. Выбор аппаратуры тесно связан с расчетом трубопровода.
§ 2. АППАРАТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Аппаратура регулирования давления предназначается: для ограниче-
ния давления в любом месте трубопровода гидросистемы; для разгрузки
насоса при достижении заданного давления; для создания противодавле-
ния в сливной трассе гидродвигателя; для стравливания излишка расхода
насоса, с целью поддержания постоянного давления в гидросистеме; для
понижения (редуцирования) да-
вления.
Клапаны, предохраняющие си-
стему от перегрузок, срабатывают
Фиг. IV, 61. Клапан плунжер- Фиг. IV, 62. Клапан поршневого
ного типа мод. Г54.	типа мод. Г52.
сравнительно редко. В отличие от них клапаны перепускные, переливные,
переключающие, клапаны противодавления срабатывают непрерывно,
поэтому для изготовления их следует применять материалы, обеспечи-
вающие малый износ рабочих поверхностей.
Конструктивные формы аппаратуры регулирования давления, вообще
говоря, весьма разнообразны, но в нашем станкостроении принята и нор-
мализована только одна форма затвора с двумя разновидностями: плун-
жерного типа (фиг. IV, 61) и поршневого (фиг. IV, 62).
В аппаратах давления плунжерного типа подвод давления осущест-
вляется через отверстие 4, и далее через демпферное отверстие 3 и отвер-
стие 2 рабочая жидкость проходит в полость 1.
Если плунжер 5 находится в равновесии, то сила Рпр пружины 6 и
собственный вес плунжера уравновешивают силу давления Р и силу
46 Ачеркан 159
722
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
трения S. При нарушении равновесия, т. е. когда Р > Рпр 4- G + S,
плунжер перемещается вверх и соединяет отверстия 4 и 8 с баком. Через
отверстие 7 отводятся утечки.
Перекрыша h (фиг. IV, 61) в таких клапанах обычно равна /г=5г-|-,
где d — диаметр плунжера.
Плунжер срабатывает после того, как давление в системе поднимется до
_ c^ + hy+P + S
r'max	р
(IV, 127)
где с — жесткость пружины;
— ее предварительное натяжение;
F — площадь плунжера, непосредственно соприкасающаяся с жид-
nd2
костью под давлением; в данном случае F —	.
Изменение силы пружины, действующей на плунжер, связано с изме-
нением его хода зависимостью
(^max ^min) Ртах Pmin*
При поршневой конструкции затвора (фиг. IV, 62) рабочая жид-
кость через отверстия И и 10 поступает в полости Л 4 и одновременно
через демпфер 9— в верхнюю 8 полость корпуса клапана. До тех пор, пока
сила Рг давления жидкости на шаровой клапан 6 уравновешена силой дав-
ления Рпр пружины 7 клапана, поршень 3 находится в равновесии
и в этом случае
Рз + РПр2 +G = Pq + P2±S,
где Ро — сила давления на верхнюю площадь поршня 3;
Рпр 2 — сила давления пружины 5;
G — собственный вес поршня 3;
PQ — сила давления на нижнюю площадь поршня 3;
Р2 — сила давления на верхнюю площадь поршня 3;
5 — сила трения.
Так как Р3 — Р2 + Ро> то Рпр2 = ±S>— G. Таким образом, пру-
жина 5 должна уравновешивать разность силы трения S и силы веса G
поршня 3.
Если Р± Рпр1, то клапан 6 открывается, давление в верхней полости
8 падает и сумма сил (Ро + Р2) становится больше силы Р3. Под действие?.:
этой разности сил поршень 3 поднимается вверх, и отверстия 11 и 2 соеди-
нятся с баком, а излишек расхода насоса стравится в бак.
Демпфер 9, конструктивно совмещенный с поршнем 3, предназначен
для создания разности давлений в момент подъема поршня и одновре-
менно для гашения собственных его колебаний.
Такие клапаны обладают статической уравновешенностью, поэтом}
даже небольшой перепад давления тотчас же вызывает подъем поршня J
и соединение напорной трассы со сливным отверстием. Клапаны способна
поддерживать стабильное давление во всем диапазоне регулирования.
Полость 8 клапана может быть соединена с вентилем или с любым меха-
низмом управления; это позволяет регулировать и управлять давлением
в гидросистеме дистанционно, а при необходимости разгружать систем;
в конце каждого цикла работы станка.
Редукционные клапаны применяют в гидрофицированных станка'
(и других машинах) для понижения давления в системе, а также в те?
случаях, когда необходимо разделить расход насоса на несколько пара.т-
АППАРАТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
723
Фиг. IV, 63. Схема редукцион-
ного клапана мод. Г57.
лельных трасс, требующих различного уровня давления, например для
системы смазки, для управления реверсивными золотниками, зажимным
устройством и т. д.
В тех случаях, когда, кроме понижения давления, необходимо еще и
ограничение расхода жидкости в полости с редуцированным давлением,
редукционный клапан должен иметь дроссельное устройство, смонтиро-
ванное последовательно или параллельно с полостью редуцированного
давления.
Редукционные клапаны в гидросистемах имеют двоякое назначение:
либо поддерживать редуцированное давление постоянным, независимо от
уровня давления в остальных частях систе-
мы, как, например, в стабилизаторах скоро-
сти (см. фиг. IV, 46), либо , поддерживать
перепад давления постоянным; в этом слу-
чае редуцированное давление меняется в за-
висимости от изменения давления в осталь-
ных частях гидросистемы.
В редукционном клапане (фиг. IV, 63)
форма затвора — поршневая, такая же,
как и в предохранительном клапане
(фиг. IV, 62). Демпфирование в предохра-
нительных клапанах производится на входе
жидкости в клапан, а в редукционных кла-
панах демпфируют редуцированное давле-
ние р2, е- выходное, и для этого в схеме
(фиг. IV, 63) предусмотрено два демпфера
9 и 10.
Требуемое пониженное давление р2 уста-
навливается пружиной 7 (фиг. IV, 63). Масло
под высоким давлением рх подается к отвер-
стию 1 и, проходя через сечение, образован-
ное поршнем 2 и корпусом, снижается до
давления р2. Из отверстия 11 жидкость с да-
влением р2 поступает в систему и через канал 12 подводится в полость 13,
а через демпфер 10 — в полость 3. Масло через демпфирующее отвер-
стие 9 попадает в полость 8.
Пока шаровой клапан 6 под действием пружины 4 закрыт, силы давле-
ния на поршень 2 сверху и снизу уравновешиваются. При увеличении
давления р2 возрастает сила р19 действующая на шаровой клапан, т. е.
Pi^>Pnpi> клапан открывается, и жидкость начинает перетекать в отвер-
стие 5. Вследствие наличия демпфера 9 давление в полости 13 будет больше
давления в полости 8. Поршень 2 будет перемещаться вверх и закроет (или
перекроет) входное отверстие /, разрывая таким образом трассы реду-
цированного и высокого давлений.
В тех случаях, когда гидродвигатель должен выполнять быстрые
(ускоренные) движения, применяют специальную гидроаппаратуру, кото-
рой управляют либо по пути, например, от кулачка, либо используют для
этого изменение давления в системе.
Быстрый подвод осуществляется: путевым клапаном; использованием
жидкости, выходящей из полости противодавления — «использование
слива»; применением дополнительного насоса.
При путевом управлении применяют двухпозиционный распределитель
с обратным клапаном мод. Г74-3 (фиг. IV, 64). При быстром подводе поршня
46*
72д
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
плунжер 4 действием пружины 1 поднят, выход жидкости из полости про-
тиводавления свободен. Противодавление наименьшее, и весь расход
насоса поступает в цилиндр. Когда кулачок нажимает на плунжер 4
отверстие 2 перекрывается, полость 3 отключается от слива, а выхо-
дящая из цилиндра жидкость проходит теперь только через дроссель 6.
Возникает противодавление, давление в напорной трассе возрастает, часть
жидкости стравливается в бак через клапан 7, и скорость поршня
уменьшается.
Применяя вместо кулачка копир определенного профиля, можно в те-
чение одного хода изменять скорость силового поршня несколько раз.
Фиг. IV, 64. Схема включения двухпозиционного
двухканального распределителя мод. Г74-3.
Фиг. IV, 65. Схема разделитель-
ной панели мод. Г53.
Коэффициент увеличения скорости силового поршня
ь — - _j.i_l.JL
~	~ 1 + Q ’
Полная производительность насоса QH = Q + q используется только
при быстрых (ускоренных) движениях силового поршня, а при рабочих
ходах часть жидкости стравливается в бак через предохранительный (пере-
ливной) клапан. В результате этого увеличивается нагрев жидкости и по-
нижается к. п. д. станка; поэтому такая схема рекомендуется при <
< 1,3^ 1,4.
Если по характеру рабочего цикла станка необходим коэффициент уве-
личения скорости Ао > 4, то одновременно с использованием слива при-
меняют дополнительный насос, обслуживающий быстрые перемещения.
Такое совместное использование обоих способов уменьшает расход до-
полнительного насоса при той же скорости vQ примерно в 2,5—3 раза.
Для автоматического отключения дополнительного насоса в момент
начала рабочего хода пользуются разделительной панелью типа Г53-1
(фиг. IV, 65), которая представляет собой комбинацию из предохранитель-
ного клапана 3 высокого давления типа Г52 (см. фиг. IV, 62), разделитель-
ного клапана 5 и обратного клапана 7 мод. Г51. Корпус панели имеет че-
тыре отверстия: отверстием 1—4 панель присоединяется к насосу рабочих
ходов — насосу высокого давления с расходом Qb отверстиями 2 и 6 —
к баку, отверстием 8 — к дополнительному насосу с расходом Q2.
АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ
725
Обозначим: рпр — давление, создаваемое силой Рпо пружины разде-
лительного клапана 5
Р =_____.
Рпр ntf-D*}’
ps —давление в гидросистеме от суммарной силы 2$ всех вредных со-
противлений
_ 4SS
Ра ~ ltd2 ’
где d — диаметр штока;
и D2 — соответственно больший и меньший диаметры клапана 5.
Быстрый подвод возможен при условии
Рпр Ps*
В этом случае открывается обратный клапан 7, расход обоих насосов
соединяется в узловой точке 1 и поступает в цилиндр. При переключении
поршня на рабочий ход создается противодавление р2. Давление
в цилиндре возрастает (ps >> рпр), плунжер клапана 5, вследствие увели-
чения давления на площадь -%-	— Dty, перемещается, соединяя на-
сос (с расходом Q2) трубопроводом 6 с баком. При этом в цилиндр жидкость
поступает только от насоса высокого давления.
Коэффициент увеличения скорости при такой схеме будет
л, _	_4(Qi + Q2)nfl2 _ D* Q2\
° “ "imaz “ 4Qxn^	“ M Ф QJ’
При d = (0,5^0,7) D, t. e.	2-^4,
k. = (2ч-4)(1 4--^).
Чтобы надежно обеспечить быстрый подвод, рекомендуется принимать
Рпр (К15-Г-1,20) ps. Следовательно, необходимая сила давления пру-
жины разделительного клапана 5 должна быть
Рпр^ (1,15 ^1,2)-L__£SS.
§ 3. АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ
Гидравлические реверсирующие устройства станков обладают важ-
ными преимуществами перед механическими и электрическими системами
реверсирования, превосходя их по быстроте срабатывания и допустимой
частоте реверсирования. Поэтому в современных гидрофицированных
станках эти реверсирующие устройства почти полностью заменили рас-
пределители всех других типов.
Золотниковые распределители имеют простейшую конструкцию.
Они состоят из чугунного корпуса с соответствующими выточками для про-
хода жидкости; закаленного и шлифованного, а ийогда и притертого
золотника с двумя или тремя поясками для направления потока жидкости,
следовательно, для соединения источника питания с соответствующими
трубопроводами.
726
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
В зависимости от числа выходов (вход всегда один) распределители
бывают двух-, трех-, четырех-, пяти- и многоканальные.
Двухканальные распределители (см. фиг. IV, 64) применяют в тех
простейших случаях, когда необходимо пропустить поток жидкости
из одной полости в другую.
Трехканальные распределители (фиг. IV, 66) предназначены для попере-
менного изменения направления потока жидкости к двум или нескольким
потребителям энергии. Так, например,
*0	хи?
Фиг. IV, 66. Схема включения двух-
позиционных трехканальных распре-
делителей мод. 2БГ73-2.
при быстром ходе поршня вперед, по
стрелке щ, трехканальные распредели-
тели 3 и 4 (мод. Г73-2) выключены. Вы-
ход масла из цилиндров свободен. При
одновременном включении дросселей 1
и 2 или при их отдельном включении
скорость поршня уменьшается соответ-
ственно до ^2, У1-
При обратном ходе поршня (после
реверсирования) масло проходит через
сливные полости распределителей и
поступает в правую полость цилиндра.
Четырех- или пятиканальные распре-
делители всегда имеют две полости.
которые соединяются попеременно то с трассой нагнетания, то с трассой
слива. Центральная проточка 1 (фиг. IV, 67, 68) предназначена для сое-
динения с давлением насоса, проточки 2 и 3— с входом и с выходом
гидродвигателя.
Проточки 4 и 5 соединяются с баком. В четырехканальном распредели-
теле проточки 4 и 5 соединены между собой в общий трубопровод. В пяти-
канальном распределителе эти проточки разделены.
Фиг. IV, 67. Четырех (пяти)-
канальный двух (трех) пози-
ционный распределитель с
совпадающими направления-
ми движений золотника и
потоков жидкости.
Фиг. IV, 68. Четырех (пяти) каналь-
ный, двух (трех) позиционный распре-
делитель с несовпадающими напра-
влениями движений золотника и пото-
ка жидкости.
Если поток масла на входе 1 (фиг. IV, 67) не встречает на своем пути
пояска золотника, то в таких распределителях направление движения зо-
лотника (например, влево) совпадает с направлением движения потока
масла из насоса. Если поясок золотника встречает поток масла
(фиг. IV, 68), то движение золотника и направление потока не совпадают,
и такая схема распределения приводит к увеличению габаритов золот-
ника.
Золотники изготовляют из малоуглеродистой стали с последующей тер-
мической обработкой — цементацией и закалкой. Притирку применяют
редко — обычно ограничиваются шлифованием с допуском в пределах
АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ
727
0,004—0,013 мм. Диаметр внутренних каналов в корпусе d = (0,75-ь
0,85) dTp, где dTp — диаметр трубопровода.
В последнее время большое распространение получило беструб-
ное соединение (фиг. IV, 69, б) как модификация базовой модели
(фиг. IV, 69, а) трубного соединения. В беструбном соединении все вход-
ные и выходные отверстия выведены на точно обработанную плиту 1,
С противоположной стороны этой плиты расположены соединительные
штуцеры 2, которыми распределитель соединяется с трубопроводом гидро-
сети.
Фиг. IV, 69- Примеры трубного (а) и беструбных (б, в) соединений гидроаппаратов.
Выбор схемы и типа распределителя зависит от цикла работы станка,,
намечаемой технологии обработки деталей и применяемого на станке спо-
соба управления циклом* работы (например, ручное, электрическое, или
гидравлическое управление). В связи с этим все распределители подраз-
деляют на двух-, трех- и многопозиционные с гидравлическим, ручным и
электрическим управлением.
Двухпозиционные распределители обычно применяют при обработке
деталей в несколько проходов, например на шлифовальных станках-
728
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
Золотник в таких распределителях может занимать только два положе-
ния — или правое, или левое (фиг. IV, 70).
Трехпозиционные распределители находят применение при обработке
деталей за один проход (сверление, фрезерование и др.), а также в различ-
ных зажимах и транспортных устройствах и вообще в тех случаях, когда
необходима кратковременная пауза, например для съема деталей, для
установки и закрепления следующей
заготовки, смены инструмента и т. д.
(фиг. IV, 71, а—г).
Многопозиционные распределители
(фиг. IV, 72) почти всегда применяются
в станках с автоматической сменой
команд, например в агрегатных стан-
Фиг. IV, 70. Схема управления двухпозиционным
четырехканальным распределителем мод. Г72-1,
5Г73.
Фиг. IV, 71. Схемы трехпозици-
онных четырехканальных рас
пределителей мод. 1Г73, 2Г72
ЗГ73, 4Г73, 6Г73.
ках, когда заготовки обрабатывают за один проход; обычно в подос-
ных случаях требуются команды: «Быстрый подвод» — одна или дне
«Рабочих подачи» — «Быстрый отвод», «Стоп».
Управление двух-, трех- и многопозиционным золотником распре-
делителя может быть гидравлическое (фиг. IV, 70), электромагниты г-
(фиг. IV, 71) или ручное (фиг. IV, 73).
Перемещение золотника 1 в двухпозиционном распределителе с гидр:-
управлением мод. Г72 (см. фиг. IV, 70) осуществляется давлением от обще?,
магистрали, не превышающим однако 100 б (100-105 н/м2). При большем
давлении в системе в трассе управления монтируют редукционный клапа?
Иногда для той же цели применяют отдельный насос небольшого литраж _
и давления.
АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТОКОМ ЖИДКОСТИ
729
В левой и правой крышках корпуса смонтированы шаровые обратные
клапаны 2 и И и игольчатые дроссели 3 и 10, которыми регулируют время
перемещения золотника 1 в пределах 0,3—3,0 сек. Это регулирование по-
зволяет применять гидроуправление реверсированием при любых скоро-
стях гидродвигателя.
Гидроуправление реверсивным золотником позволяет применять рас-
пределители с двумя скоростями перемещения золотника (мод. 4Г72,
см. фиг. IV, 70, а).
Фиг. IV, 73. Схема двухпозиционного распределителя с ручным управлением.
В начальный момент золотник перемещается быстро, так как масло
вытекает через дополнительное отверстие 1 в корпусе распределителя.
После того, как это отверстие будет перекрыто золотником, скорость его
уменьшается.
Как показали эксперименты, такая перемена скорости перемещения
золотника значительно сокращает перебеги обрабатываемой заготовки
в моменты реверсирования гидродвигателя.
730
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
1
1
Фиг. IV, 74. Схема трехпозиционного четырех-
канального распределителя с гидравлическим
управлением.
Команда на реверсирование подается от крана управления 8
(мод. Г71-21), приводимого в движение от упоров 6 и 9 стола.
Трасса реверсирования должна быть независимой от трассы управле-
ния скоростью перемещения гидродвигателя, и для этого всегда приме-
няют параллельное включение, выбирая точку разветвления А до дрос-
селя 7, получая в таком случае два, совершенно независимых один от дру-
гого, потока масла.
Для осуществления периодических передач (например, шлифоваль-
ного круга, фрезы в станках объемного копирования и т. д.) в гидросхему
добавляют плунжер-порционер 4, периодически открывающий отверстие
к цилиндру подачи. Поршень последнего будет перемещаться со скоростью,
зависящей от расхода масла, протекающего через дроссель 5.
В трехпозиционных распределителях с гидроуправлением добавляют
две скользящие в корпусе втулки 1 (фиг. IV, 74), в которых может пере-
мещаться золотник 3 распреде-
лителя. Среднее положение зо-
лотника получается при одно-
временном подводе давления
в левую 2 и правую 4 полости
корпуса распределителя.
Если давление подается толь-
ко в одну полость, например в 2,
а полость 4 соединена с баком,
то в начальный момент одно-
временно перемещаются (впра-
во) золотник 3 и втулка 1 до
упора буртика втулки во фла-
нец корпуса, а дальнейшее перемещение совершает только один золотник.
В распределителях с ручным управлением мод. Г74 (см. фиг. IV. 73)
предусмотрена принудительная фиксация золотника с помощью пружин-
ного (с шариком) фиксатора 7: в двухпозиционном распределителе —
в двух крайних положениях, в трехпозиционных — в трех положениях.
Модификацией таких распределителей.предусматривается возврат (пружи-
ной) золотника в среднее положение из любого крайнего положения, при
снятии усилия с рукоятки управления. В подобных случаях фиксатор ком-
бинируют со скользящей втулкой.
Трехпозиционные распределители с любым управлением имеют не-
сколько модификаций, в зависимости от ширины пояска в золотника и
ширины в± проточки в корпусе и от соотношения длин В и Вг (см.
фиг. IV, 71).
1. Распределители с открытым центром и открытым сливом мод. Г73.
Г74 (фиг. IV, 71), в которых вг > в и В > Вх, При среднем положении зо-
лотника обеспечивается полная разгрузка системы на бак. Распредели-
тели такого типа можно рекомендовать, если технологический процесс
требует длительных пауз, например для смены тяжелых заготовок.
2. Распределители с открытым центром и закрытым сливом мод. 2Г75
2Г74 (фиг. IV, 71, а) имеют вг > в и Вх < В. При среднем положении зс-
лотника обе полости гидродвигателя соединяются с давлением насоса
поэтому при несимметричном силовом поршне обеспечен быстрый (уско-
ренный) его ход вперед, а при симметричном поршне — его останов
При этом положении золотника насос разгружается на бак через предохра-
нительный клапан; при длительной паузе бесполезно потребляемая мощ-
ность переходит в тепло, чрезмерно нагревая масло.
РЕВЕРСИРОВАНИЕ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
731
3.	Распределители с закрытым центром и открытым сливом (фиг.
IV, 71, б), в которых в > и В > Вг. При среднем положении золот-
ника давление насоса перекрыто. При силовом поршне с вертикальным
перемещением необходим противовес во избежание «сползания» силового
поршня под действием собственного веса.
4.	Распределители с закрытым центром и закрытым сливом (фиг.
IV, 71, в), в которых в >» вг и В1<^В. При среднем положении зо-
лотника давление насоса и обе полости гидродвигателя перекрыты. Насос
разгружается на бак через предохранительный клапан, потребляя полную
мощность, или параллельно питает другой гидродвигатель. Распредели-
тели такого типа применимы, например, при необходимости строгой фик-
сации гидродвигателя в заданном положении.
5.	Если в технологический цикл обработки входит длительная пауза
гидродвигателя, а выключать на это время насос нельзя, то все входы и
выходы распределителя должны быть перекрыты; разгрузка насоса осу-
ществляется через продольное отверстие золотника (см. штриховые линии
на фиг. IV, 71, г), соединяющееся при его среднем положении с баком.
Все трехпозиционные распределители с электромагнитным управле-
нием срабатывают от магнитов толкающего типа за время примерно 0,05 сек
и не допускают регулирования этого времени, поэтому при реверсировании
гидродвигателя на больших скоростях возможны гидроудары.
Плунжер в многопозиционном распределителе (см. фиг. IV, 72) имеет на
одном конце ступенчатую гребенку а, б, в, г, д соответственно числу ко-
манд гидродвигателя. Направление движения и скорость последнего опре-
деляются положением главного золотника 7. Его осевые перемещения со-
вершаются в обоих направлениях под давлением масла р = 20 — 40 б
1(204-40)* 105 н/см*}, подаваемого в проточку 4 вспомогательного золот-
ника 2. Влево золотник 2 перемещается электромагнитом, а вправо —
пружиной 3. Главный золотник во время рабочего цикла переключается
от путевых упоров 6 и S. При набегании на них ролика 5 рычага 7 послед-
ний поворачивает рычаг 9, конец которого входит в паз фиксатора 10.
Он приподнимается, и сила давления Р жидкости перемещает золотник до
тех пор, пока в фиксатор не упрется следующая его ступенька. Последняя
ступенька «Стоп» соответствует останову гидродвигателя.
Для переключения силового поршня на быстрый ход вперед включают
электромагнит, который перемещает вправо вспомогательный золотник.
2. Жидкость под давлением р — (204-40) б поступает под ступенчатый
конец золотника 7, перемещая его в крайнее правое положение. Силовой
поршень быстро перемещается вперед до тех пор, пока не встретит упор 6
рабочего хода. Так повторяется каждый раз при встрече ролика 5 рычага 7
с упорами и каждый раз фиксатор 10 приподнимается на высоту h соответ-
ствующей ступени.
Первое положение а главного золотника соответствует быстрому под-
воду гидродвигателя вперед; второе б и третье в положения соответствуют
первой и второй рабочим подачам; четвертое положение г золотника соот-
ветствует быстрому ходу поршня назад, а пятая ступенька д — команде
«Стоп».
§ 4. РЕВЕРСИРОВАНИЕ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
Конструкция устройств для реверсирования движений рабочих узлов
имеет важное значение в станках с возвратно-поступательным главным
движением. Большие скорости стола: в современных плоскошлифоваль-
ных станках они доходят до 60 м/мин, а в продольно-строгальных — до
732
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
Фиг. IV, 75. Схема реверсирования
напора жидкости в объемных аксиаль-
но-поршневых насосах.
70—80 м/мин, а иногда и выше. Большие перемещаемые массы и значитель-
ные силы резания служат причиной сложных явлений, происходящих
в периоды реверсирования; при неудачной конструкции реверсирующего
устройства будут происходить удары, движение узла станка, например
стола, будет неравномерным, его перебеги чрезмерно большими.
Реверсивные устройства с применением насосов объемного регулирова-
ния в сочетании с гидродвигателем образуют замкнутую систему; в таких
системах реверсирование осуществляют изменением направления потока
масла — путем перемещения («переброса) рычагом 1 (фиг. IV, 75) статора
насоса через нулевое положение в про-
тивоположную сторону. В результате
этого стороны всасывания и нагнетания
меняются местами.
Перемещением упоров 2 и 3 регули-
руют расход насоса, т. е. рабочую ско-
рость узла, например стола продоль-
но-строгального станка. Подобные ре-
версирующие устройства пригодны для
станков с большой длиной хода, с боль-
шими реверсируемыми массами. В таких
станках кинетическая энергия ревер-
сируемых масс может быть использо-
вана в насосе, который в периоды тор-
можения стола будет работать как
гидромотор. Это способствует умень-
шению нагрева масла и потерь энергии.
В станках малой мощности с неболь-
шой длиной хода всегда применяют
реверсирование золотников, поскольку
большое число реверсов стола вредно
отражается на работоспособности на-
соса, и он преждевременно выходит из строя.
В шлифовальных станках и транспортных устройствах автоматиче-
ских линий широко применяется обычная гидропанель мод. Г31 (фиг.
IV, 76) с золотниковым распределением и одновременным торможе-
нием.
Пропускная способность панелей (184-140)-10"3 м^/мин зависит от
типоразмера панели. Рабочее давление 5—25 б; потери давления при
прохождении масла по каналам панели— не более 5 б. Перепад давленкс
при управлении золотником не превышает 2,5 б.
В корпус панели вмонтированы: золотник 13 управления и торможе-
ния стола станка, реверсивный золотник /, дроссель 9 регулирования ско-
рости стола и кран «пуск», «стоп» и «разгрузка» А. В боковых крышка*
панели помещены обратные (шаровые) клапаны 16, дроссели 22 регулиро-
вания времени реверсирования и дроссели 19 регулирования разгона
Золотник 13 перемещается при помощи валика 12 переключения, связан-
ного с золотником управления посредством рычага 11.
Масло из насоса Н через кран в положении «Пуск» подается к п: -
точке и далее через проточку 3 оно попадает в правую полость силовс -
цилиндра 4. Из его левой полости масло через проточки 5, 6, 7 корп?:а
распределителя проходит в проточки 8, к дросселю 9 скорости и в ба?
Силовой поршень перемещается влево. Упор 10 стола станка действует
рычаг 11 валика реверсирования стола и перемещает золотник 13 впраы
РЕВЕРСИРОВАНИЕ ГИДРОДВИГАТЕЛЯ
733
Масло из проточки 14 проходит в проточку /5, обратный клапан 16 и попа-
дает под торец золотника 1, который переместится вправо. На первой части
пути скорость перемещения золотника 1 будет больше, так как масло мо-
жет выходить через дроссель 22. После того как золотник перекроет про-
Фиг. IV, 76. Схема нормальной панели управления мод. Г31 для шлифоваль-
ных станков.
точку 17, скорость его уменьшается, поскольку теперь масло проходит
последовательно через два дросселя 19 и 22. Одновременно с этим левая
полость силового цилиндра соединяется через проточку 5 с трассой нагне-
тания, а его правая полость через проточки 3, 18, 20, 21, 8 и. дроссель 9
соединяется с баком.
46 159
734
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИ X СИСТЕМ СТАНКОВ
Реверсирование гидродвигателя, т. е. вала гидромотора или сило-
вого поршня, должно удовлетворять определенным требованиям, которые
сводятся в основном к следующему:
а)	время перемещения золотника не должно зависеть от скорости ревер-
сируемой массы и ее кинетической энергии;
б)	в период реверсирования не должны иметь место толчки, удары и
вибрации;
в)	не должны изменяться с течением времени при постоянной скорости
гидродвигателя пути разгона и торможения;
д) время реверсирования должно допускать регулировку в диапазоне
не меньше чем 10 : 1.
Силы инерции, возникающие в моменты реверсирования, создают при
больших скоростях движения, в случае неудачной конструкции распре-
делителя довольно значительные гидравлические удары. Величина пере-
бегов (выбегов) гидродвигателя при реверсировании его на больших ско-
ростях зависит от его скорости, массы реверсируемых частей и величин
сопротивлений сил трения в направляющих, в сальнике и т. д. Наиболее
эффективным средством уменьшения выбегов является крутизна, т. е.
нарастание во времени гидравлического сопротивления реверсивного
золотника. Необходимо, однако, учитывать, что чрезмерное уменьшение
скорости гидродвигателя перед его реверсированием ведет к снижению
производительности станка.
В периоды реверсирования выходное отверстие гидродвигателя посте-
пенно перекрывается золотником распределителя. Если количество жид-
кости, притекающее к такому отверстию золотника, будет равно коли-
честву жидкости, уходящей через то же отверстие, то гидродвигатель будет
тормозиться только силами трения в самом гидродвигателе. Такой процесс
реверсирования будет чрезмерно растянутым.
Для эффективного торможения необходимо, чтобы количество жид-
кости, притекающей к проходному отверстию золотника, было больше
количества ее, уходящего через то же отверстие; тогда разность этих
расходов пойдет на торможение. Повышение противодавления и его увели-
чение во времени зависят от упругой постоянной жидкости, а в некоторых
случаях и от упругости трубопровода.
Если Q2 — расход, притекающий к проходному отверстию золотника,
a Q3 — расход, уходящий через это отверстие, то
где О =	+ #2 — сумма упругих постоянных соответственно масла и
трубопровода (см. стр. 636).
Для перекрытого трубопровода Q3 = 0, поэтому
отсюда
Испытания при почти мгновенном перекрытии (время перекрытия т =
= 0,005 сек) трубопровода показали (фиг. IV, 77), что давление переа
золотником возрастает не мгновенно, а в течение некоторою промежутка
времени. Так, например, при расходе Q2 = 12-10'3 м3/ли< для подъема
давления с 5 до 35 б требуется около 0,01 сек.
РЕВЕРСИРОВАНИЕ ГИДРОДВИГАТЕЛ Я
735
Фиг. IV, 77. График изменения противо-
давления во время реверсирования стола
Кроме упругих постоянных масла и трубопровода, большое влияние
на время подъема давления оказывают и другие упругости (манометр,
клапаны и пр.), а также объемные потери в гидросистеме. Так, при тех же
испытаниях упругая постоянная масла была равна == 4,7* 10“3 смь1н,
а упругая постоянная трубопровода #2 = 0,5-10-3 смЧн, Непосредствен-
ное же измерение упругой постоянной системы дало ,& = 6,7-10’3 смЧн,
следовательно, разность между значениями’ упругости измеренным и рас-
четным составила ДО = 1,5-10“3 см?/н, т. е. примерно 22%.
С изменением температуры масла в процессе работы станка несколько
возрастает коэффициент сжатия масла. Так, например, при повышении
температуры масла с 30 до 60° С коэффициент сжатия увеличивается
с ₽ = 0,75-10’4 до 0,85-10’4 см2!б.
Работа гидравлических приводов
объемного типа основана на стати-*
ческом принципе, т. е. на изменении
давления, но не на изменении коли-
чества жидкости, как например в ги-
дродинамических передачах. Тем не
менее при больших скоростях гидро-
двигателя необходимо учитывать и
некоторые динамические факторы.
Трубопроводы гидравлических си-
стем станков имеют, вообще говоря,
малую емкость и небольшую протя-
женность — во всяком случае, зна-
чительно меньше 1000 лг, нет ника-
ких причин, вызывающих изменения
скорости протекания жидкости в тру-
бе. Это позволяет в первом прибли-
жении пренебрегать влиянием упру-
гости гидросистемы.
Пользуясь уравнениями (IV, 62) и (IV, 63) и принимая коэффициент
сопротивления проходной площади отверстия^ золотника равным | =
— 2,04-2,5, составляем уравнение постоянства расхода для данного
случая; из него получается, что сила торможения
„2
V
где fx — текущая мгновенная площадь проходного отверстия золотника
распределителя или, как, например, в панелях мод. Г31, шлифовальных
станков (см. фиг. IV, 76) золотника торможения 13,
Принимаем далее, что скорость ох силового поршня в период торможе-
ния следует закономерности
V2!
а замедление поршня считаем постоянным, т. е. а =
После подстановки этих значений получаем
736
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИX СИСТЕМ СТАНКОВ
отсюда текущая площадь прохода отверстия золотника
fx = FV11 f	 --ГхИ1 фЧ- •	(IV, 129)
Если потери на трение в гидродвигателе невелики, то допустимо при-
нять, что
2H^S « Mov\
и тогда приближенно
t = F	(ff - х) (1 + g) •	(IV, 129а)
Одним из преобразователей сигнала управления в электрическое напря-
жение является круговой потенциометр, примененный, например, в схеме
(фиг. IV, 55) для дистанционного управления расходом роторно-поршне-
вого радиального насоса.
Входное звено (управление) связано с подвижным контактом задаю-
щего потенциометра Рг (фиг. IV, 78 а). Контакт принимающего потен-
циометра Р2 соединен через передачу с валом управляющего электродви-
гателя 2 и винтом d — с механизмом регулирования расходом насоса.
Потенциометры Рг и Р2 включены в одну и ту же сеть питания.
При одинаковых угловых положениях подвижных контактов напря-
жение между ними равно нулю. При повороте входного звена в любую
сторону возникает напряжение, пропорциональное углу рассогласования
подвижных контактов потенциометров. Через чувствительное реле F напря-
жение поступает на контакторы Sx и S2, электродвигатель b начинает отсле-
живать задаваемое перемещение, поворачивая одновременно контакт по-
тенциометра Р2.
Полярность напряжения определяется направлением вращения вход-
ного звена.
Потенциометры Р± и Р2 должны иметь линейные характеристики,
т. е. обеспечивать строгую пропорциональность между углом поворота
и напряжением, а также большую крутизну характеристики, т. е. большое
снимаемое напряжение на единицу рассогласования.
Если сеть питания — переменного тока, то вместо круговых потенцио-
метров Рг и Р2 применяют вращающиеся трансформаторы.
Сигнал на перемещение силового поршня (фиг. IV, 78, б) при двух-
каскадном управлении поступает с задающего потенциометра 5, и усили-
тель 4 передается электромагнитному преобразователю 5, который пере-
мещает сердечник 6 и дроссельный золотник 9 первой ступени управления
Второй ступенью управления служит золотник распределителя Л
Давление насоса 12 в точке а разветвляется на высокое давление, исполь-
зуемое для перемещения силового поршня станка, а на управление золот-
ником 10 поступает к его торцам давление пониженное, через редукцион-
ный клапан 11.
Если дроссель 9 переместится вправо, то правый торец золотника /
через нижнее продольное отверстие корпуса соединится с баком. Лев^ -
торец золотника 10 будет по-прежнему находиться под редуцированна i
давлением, которое заставит его переместиться также вправо и открыв
маслу высокого давления доступ в правую полость силового цилиндр:
поршень 1 переместится влево. Обратная связь от потенциометра 2 отра-
ботает заданное перемещение силового поршня.
РЕВЕРСИРОВАНИЕ ГИДРОДВИГАТ ЕДЯ
737

Фиг. IV, 78.
а — электромеханическое дистанционное управление расходом насоса с помощью потенцио-
метрической мостиковой схемы: 1 — перемещающийся статор насоса; 2 — управляющий
электродвигатель; 3 — передача, связывающая выходной вал механизма регулирования на-
соса с гайкой; 4, 5 — провод связи двух потенциометров; Pt — задающий потенциометр;
Р2 — измерительный потенциометр; е — эксцентрицитет насоса; б — схема управления по
пути с помощью электромагнитного преобразователя: 1 — шток силового поршня; 2 — потен-
циометр обратной связи; 3 — задающий потенциометр; 4 — усилитель; 5 — электромагнит-
ный преобразователь; 6 — сердечник преобразователя; 7 — катушка управления; 8 — ка-
тушка возбуждения; 9 — дроссельный золотник управления; 10— распределитель; 11 — ре-
дукци нный клапан; 12 — насос.
47 Ачеркан 139
738
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
§ 5. ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
КОРОБОК СКОРОСТЕЙ
Гидравлическое переключение зубчатых колес обычно применяется:
для ускорения процесса переключения; при дистанционным управлении;
при необходимости затраты большой силы на переключение. Гидравли-
ческие устройства указанного назначения могут быть осуществлены:
с пружинным возвратом плунжера управления (фиг. IV, 79, а); в этом
случае конечные положения плунжера фиксируются упорами, переклю-
чаемый блок удерживается в левом
(по схеме) положении давлением
жидкости; поэтому такая конструк-
ция почти всегда применяется для
кратковременных включений зубча-
тых колес.
В двухпозиционной конструкции
переключения зубчатых колес (фиг.
IV, 79, б) плунжеры перемещаются
давлением масла в ту и другую сто-
рону до упора в крышку корпуса,
в этих положениях удерживают блоки
зубчатых колес включенными.
При трехпозиционном переклю-
чении (фиг. IV, 79, в) плунжер 2,
связанный вилкой с блоком зубчатых
колес, может в одной втулке 1 сколь-
зить, а другую перемещать. Среднее
положение плунжера и блока фикси-
руется подводом давления масла
одновременно в левую и правую полости цилиндра. Если подать
давление только в одну полость, а вторую в это время соединить
с баком, то вначале, до упора буртика втулки во фланец, будут
перемещаться одновременно и втулка, и плунжер, а далее будет переме-
щаться только плунжер. Диаметр втулки D, == (30—32) мм, а плун-
жера d == 25 мм. Отношения и , аг и а длина втулки и плун-
жера, почти всегда равны 2,0—2,5. Для перемещения блоков требуется
давление 4—6 б.
Для распределения потоков масла по цилиндрам управления блоками
зубчатых колес применяют специальный пробковый кран. При повороте
пробки на соответствующие углы одна полость цилиндра всегда соеди-
няется с давлением, а другая — с баком.
в)
Фиг. IV, 79. Схема гидравлического пере-
ключения блоков зубчатых колес коробок
скоростей:
а—с помощью возвратной пружины; б—двух-
позиционным распределителем; в — трех пози-
ционным распределителем.
§ 6. КОМ АНДОАП ПАРАТЫ И АВТООПЕРАТОРЫ
Для управления полуавтоматическими и автоматическими циклами
работы гидрофицированных станков широко применяют системы дистан-
ционного управления:
1. Централизованное дистанционное управление, при котором команды
гидродвигателю подаются в функции времени, а поэтому каждая после-
дующая технологическая операция начинается независимо от окончания
предыдущей операции.
2. Дистанционное управление по пути, когда каждая последующая
команда подается гидродвигателю только после окончания предыдущей
технологической операции.
КОМАНДОАПНАРАТЫ И АВТООПЕРАТОРЫ
739
Распределители в схемах командоаппаратов обычно применяются
с электромагнитным управлением (например, мод. Г73-1) с соответствую-
щей тяговой силой магнита, ходом золотника 15 мм и временем переклю-
чения t 0,05 сек.
При управлении по пути командоаппараты всегда работают в им-
пульсно-шаговом режиме. Электромагнитами золотников 1А, 1Б, 2А, 2Б
(фиг. IV, 80) управляют конечные выключатели 0, 1,2, 3, 4, 5. Цикл техно-
логических операций начинается нажимом вручную или автоматически
кнопки «Пуск». После окончания каждой технологической операции
команды поступают на электромагнит Эмг золотника /, и тогда давление
насоса каждый раз поступает после срабатывания Эм± в левую полость
Фиг. IV, 80. Схема командоаппарата с электрическим управлением.
цилиндра 5. Плунжер-рейка 4, перемещаясь, поворачивает храповик 7,
вал 6 и скользящий контакт 9 на угол, соответствующий следующей
команде. В конце хода плунжера 4 упор 3 действует на золотник 2 обрат-
ного хода. Давление насоса поступает теперь под правый торец золотника 1
и возвращает его и плунжер-рейку 4 в исходное положение; замыкается
контакт В/С, и командоаппарат готов к приему следующей команды.
Во время перемещения плунжера-рейки 4 влево вал 6 храповика 7 непо-
движен, и собачка 8 перескакивает на следующий, очередной, зуб хра-
повика.
Разновидность командоаппаратов — автооператоры (см., например,
фиг. IV, 81), широко применяемые для автоматизации различных загру-
зочных и транспортных операций в токарных и револьверных станках
полуавтоматах, а также в автоматических линиях.
Наличие автооператора на станке в большинстве случаев позволяет
легко встраивать такой станок в автоматические линии. Автооператор
должен располагаться во вне рабочей зоны станка, это позволяет обраба-
тывать детали продольными и поперечными суппортами и, кроме того,
допускает быструю переналадку станка на обработку деталей другой формы
и размеров.
На фиг. IV, 81 показана совместная схема автооператора А и командап-
парата обслуживающих технологические операции. Число гидродвига-
телей 7, кулачков 5 и распределителей 6 должно быть равно числу обслу-
живаемых автооператором технологических операций.
47*
740
АППАРАТУРА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ СТАНКОВ
Для управления гидродвигателями 7 применяют четырехканальный
распределитель 2 мод. Г74-2, получающий команды (осевые перемещения),
например, от распределительного вала 3 станка или от другого органа
управления. Давление рн, насоса подается параллельно к поршню-толка-
телю 1 и к распределителю 6 командоаппарата. Поршень-толкатель /,
перемещаясь вверх, поворачивает кулачковый вал 4 командоаппарата на
определенный угол. Кулачки 5, закрепленные один относительного дру-
Фиг. IV, 81. Схема автооператора к станку токарной группы.
гого под определенными углами, в зависимости от цикла операций дейст-
вуют в заданной последовательности на распределительные золотники 6
и подают давление насоса к соответствующим полостям гидродвигателей,
которые и совершают необходимые перемещения.
Наблюдения работы автооператоров и проведенные с ними экспери-
менты показали, что уровень давления насоса существенно влияет на ста-
бильность срабатывания гидродвигателей автооператора; в связи с этим
рекомендуется поддерживать давление рн = 25—30 б. Уменьшение давле-
ния до 18—20 б ухудшает стабильность срабатывания почти в 2 раза по
сравнению с давлением в 30 б. Для пружины поршня-толкателя 1
(фиг. IV, 81) вполне достаточна жесткость k = 4-s-5 н/см с предваритель-
ным поджатием ее силой 35—40 к.
Скорость перемещения гидродвигателей автооператора обычно не пре-
вышает 100—120 мм!мин.
ГЛАВА VII
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
§ 1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НАСОСОВ, ГИДРОМОТОРОВ
И ГИДРАВЛИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НА СХЕМАХ
При составлении гидравлических схем станков (и других машин)
пользуются условными обозначениями для изображения насосов, гидро-
моторов и гидроаппаратов, необходимых для осуществления требуемых
технологических циклов работы станка. Для этого применяют условные
обозначения двух видов:
1. В виде гидравлических схем аппаратов, с обозначением подробно-
стей устройства; поэтому подобными схемами можно пользоваться в каче-
стве расчетных, так как они достаточно подробно показывают принцип
их действия. Такая форма условных обозначений, рекомендованная
ЭНИМСом, широко используется в нашем станкостроении. Однако вычер-
чивание таких схем требует довольно большой затраты времени; поэтому
с целью экономии времени рекомендуется схемы аппаратов вычертить
на отдельном листе бумаги, с последующим размножением их путем свето-
копирования. Это позволит при составлении гидравлических схем станков,
выбрав светокопии схем необходимых гидроаппаратов, накалывать
или наклеивать их по ходу разработки схемы станка, соединяя их после-
довательными или параллельными трубопроводами.
2. В виде символических обозначений, показывающих только функцио-
нальное назначение каждого аппарата, но не схему его действия. Поэтому
символические обозначения гидроаппаратов нельзя использовать в ка-
честве расчетных схем или для того, чтобы проследить последовательность
срабатывания и т. д. Достоинство символических обозначений — их уни-
версальность, поскольку они пригодны для любых рабочих сред жидкостей
и газов.
Большое практическое достоинство символических обозначений — про-
стота вычерчивания, так как они состоят из отрезков прямых линий,
окружностей или их дуг и указательных стрелок (направления тока жид-
кости или газа). Это позволяет для вычерчивания таких обозначений
пользоваться целлулоидными трафаретами, без применения циркуля и
линейки.
Комбинируя соответствующим образом элементарные символические
обозначения гидравлических аппаратов, можно составлять функциональ-
ные символические схемы сложных гидроаппаратов.
Символические условные изображения гидравлических аппаратов не
ограничены какими-либо обязательными масштабами, поэтому в каждом
отдельном случае габариты таких изображений выбираются сообразно
габариту общей схемы станка.
742
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Система символических обозначений гидроаппаратуры была предло-
жена (Обществом американских инженеров) несколько лет тому назад,
к настоящему времени получила международное признание и используется
во многих странах. Эта система обозначений состоит из восьми разделов:
1. Трубопровод и его соединения. 2. Аппаратура расхода насоса. 3. Аппа-
ратура силовых цилиндров и гидромоторов. 4. Аппаратура общего
назначения. 5. Аппаратура регулирования давления. 6. Аппаратура регу-
лирования потока или расхода жидкости. 7. Аппаратура распределения
потока жидкости. 8. Аппаратура невозвратного действия.
В табл. IV. 4—8 показаны различные символические обозначения и ре-
комендуемая АН СССР терминология аппаратов, насосов, гидродвигате-
лей и других нашедших широкое применение в наших гидрофицирован-
ных станках.
Таблица IV. 4
Трубопроводы (гидромагистрали) и их соединение___________________
Номера позиций	Наименование	Символическое изобра- жение на схемах
1.0	Исполнительная, напорная, всасывающая магист- раль. Трубопровод, транспортирующий рабочую жидкость к гидродвигателю, насосу	
1.1	Сливная дренажная магистраль. Трубопровод, служащий для слива (возврата) рабочей жидкости в бак (резервуар)	--яЛ h<5g
1.2	Вспомогательная линия. Трубопровод, транс- портирующий жидкость для обслуживания аппа- ратов управления	h>208
1.3	Гибкий шланг. Трубопровод, примыкающий к подвижным элементам станка (машины)	d>56 \
1.4	Соединение трубопровода неразборное (а)	4- а)
	Соединение трубопровода разборное (б)	
1.5	Пересечение несоединяющихся трубопроводов	+
1.6	Трубопровод, примыкающий к баку Конец трубопровода над уровнем жидкости в баке (а) Конец трубопровода ниже уровня жидкости в баке (б)	।	_Lj а) 1	1	1 б)
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ НАСОСОВ НА СХЕМАХ
743
Продолжение табл 4
Номера позиций	Наименование	Символическое изобра- жение на схемах
1.7	Место выпуска воздуха	-X
1.8	Направлениене реверсируемого потока (а) Направление реверсируемого потока (б)	—'  б)
1.9	Заглушка. Отверстие закрыто для присоедине- ния любого аппарата или другого трубопровода	х
1.10	Место контроля или отбора давления или при- соединения аппарата	—
UH	Постоянное сопротивление, при котором падение давления меняется в результате изменения ско- рости жидкости и ее вязкости	——	—ф-
1Л2	Соединение быстроразбираемое: без обратных клапанов fa)	—Ж -он- #
	с одним обратным клапаном (б)	
	с двумя обратными клапанами (в)	
1.13	Поворотные соединения для одного или для не- скольких потоков жидкости: для одного потока (а) для трех потоков (б) /	—О  -0 б)
1.14	Телескопическое соединение трубопровода	-L=-
744
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Таблица IV. 5
Насосы, силовые цилиндры, гидромоторы
Номе- ра по- зиций	Наименование	Символическое изображение на схеме
2.1	Насос постоянного (нерегулируемого) расхода. (Жирная стрелка показывает направление выхода расхода из насоса): нереверсируемый (одного направления) на- сос (а); реверсируемый (с двумя направлениями) насос (б)	(Н) или ф ф Ф LjJ Lil o'	бт	la	'гГ
2.2
Насос переменного (регулируемого) расхода
(жирная стрелка показывает направление вы-
хода расхода из насоса):
нереверсируемый (одного направления) на-
сос (в);
реверсируемый (с двумя направлениями)
насос (г)
2.3
Обратимый насос. Аппарат, используемый в
гидросистеме то как насос, то как гидромотор.
Жирные стрелки показывают: одна —
выход жидкости из насоса, другая — ее вход,
когда насос используется в качестве гидро-
мотора.
Постоянный (нерегулируемый) расход насоса:
нереверсируемый (одного направления) (ах)
реверсируемый (с двумя направлениями)
СУ
2.4
Переменный (регулируемый) расход насоса:
нереверсируемый (одного направления) (У
реверсируемый (с двумя направлениями) (%)
2.5	Гидроцилиндр одностороннего действия. Гидро-
двигатель, в котором давление на поршень
действует только в одном направлении. Движе-
ние поршня в обратном направлении под дейст-
вием какой-либо внешней силы или груза (д)
2.6 Гидроцилиндр двустороннего действия. Гидро-
двигатель, в котором давление на поршень дей-
ствует в двух направлениях:
гидроцилиндр с односторонним штоком (е)
»	» двусторонним штоком (ж)
2.7
Гидромотор. Аппарат, в котором энергия
жидкости трансформируется в механическую
энергию вращающейся массы. Крутящий мо-
мент на выходе пропорционален емкости гидро-
мотора и перепаду давления в приемной и вы-
ходной полостях (жирная стрелка показывает
вход энергии жидкости)
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ АНПАРАТУРЫ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
745
Продолжение табл. 5
Номе- ра по- зиций	Наименование	Символическое изображение на схеме
	Постоянного расхода: одного направления вращения (нереверси- руемые) (а2) двух направлений вращения (реверсируе- мые) (б2) переменного расхода (регулируемые) одного направления вращения (нереверси- руемые) (в2) двух направлений вращения (реверсируе- мые) (г2)	«г?
2.8	Моментный гидроцилиндр. Аппарат, в котором лопасть совершает возвратно-вращательное дви- жение (качания) (з)	
Аппаратура общего назначения
Таблица IV. 6
Номера позиций	Наименование	Символическое изобра- жение на схемах
3.1	Ось или вал вращающегося аппарата (электро- двигателя и пр.). Стрелка показывает направление вращения	=^=
3.2	Совместный монтаж в одном блоке, корпусе, на одной панели нескольких аппаратов, соединенных трубопроводами или внутренними каналами	•	! 1	1
3.3	Резервуар (бак) гидросистемы	1	1
3.4	Запорный кран	—
3.5	Манометр	о
3.6	Электроконтакт с регулируемым давлением (реле давления), (работа по мертвому упору и т. п.). Аппарат имеет один нормально закрытый или нор- мально открытый контакт, срабатывающий от дав- ления в гидросети. Штриховая линия — символ двойного электроконтакта. Косая стрелка — аппа- рат регулируемый. Другие виды электроконтактов показываются символами, принятыми в электротех- нике	ргтЧЛ	_____ iX| рд 1
746
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Продолжение табл. 6
Номера позиций	Наименование	Символическое изобра- жение на схемах		
3.7	Конечный электровыключатель	j		
3.8	Аккумулятор. Аппарат, позволяющий аккумули- ровать заданное количество жидкости за счет дефор- мации упругих элементов (пружины, воздуха, азота и пр.) с возвратом энергии в виде расхода жидкости под давлением		Ак 1	
3.9	Фильтр. Аппарат, предназначенный для фильтра- ции жидкости, циркулирующей в гидросистеме	ф	-L. Ф 1	
3.10 3.10х 3.102	Электродвигатель: нерегулируемый /; регулируемый 2	СЭ ^2^		
3.11	Мультипликатор. Аппарат, предназначаемый для увеличения давления жидкости			
3.12	Теплообменник. Аппарат, используемый либо для отвода тепла из жидкости — для ее охлаждения, либо для подвода тепла — для подогрева жидкости. При отводе тепла направление стрелок — наружу, при подводе тепла — внутрь	<		
3.13	Холодильник. Аппарат, используемый для охлаж- дения циркулирующей в системе жидкости. Направ- ление стрелок символизирует отвод тепла			
3.14	Подогреватель. Аппарат, используемый для подо- ’ гревания жидкости, циркулирующей в системе. На- правление стрелок символизирует подвод тепла			
Таблица IV. 7
Аппаратура распределения, регулирования давления и расхода
Номера позиций	Наименование	Символическое изобра- жение на схемах
4.0	За основу символических обозначений аппаратов распределения, давления и расхода принята квад- ратная или прямоугольная ячейка. Внутри такой ячейки линиями показывают пути прохождения жид- кости по каналам аппарата, а стрелкой — направ- ление прохода жидкости между каналами. Парал- лельное перемещение линии между позициями ап- парата показывает работу аппарата	
4.1 4.1г 4.12	Нормально закрытый одноканальный аппарат: в исходном положении — неработающий 2 во включенном положении — функционирую- щий 1	^.1.	__1 1 ’	*2
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ АППАРАТУРЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
747
Продолжение табл. 7
Номера
позиций
Наименование
Символическое изобра-
жение на схемах
4.2	Нормально открытый одноканальный аппарат:
4.2i	в исходном положении — неработающий 2;
4.22	во включенном положении — функционирую-
щий 1
5.1
Общий вид контура распределителя. Число квад-
ратов контура равно числу позиций распределителя.
Показанный распределитель — трехпозиционный
6.1
Распределитель, имеющий промежуточное поло-
жение, разделяется на квадраты штриховыми ли-
ниями. Показан контур трехпозиционного распре-
делителя с переходом через одну промежуточную
позицию
7.1
Направление циркуляции жидкости по каналам
аппарата показывается стрелками. В левом квад-
рате контура распределителя число линий равно
числу трубопроводов гидро двигателя. В среднем
квадрате число подводимых труб равно числу внеш-
них линий аппарата. Закрытые внутренние каналы
аппарата показываются чертой, перпендикулярной
к линии трубопровода. В правом квадрате — символ
реверсируемости аппарата. Совмещение правого
квадрата со средним характеризует путь жидкости
по каналам аппарата. При буквенных обозначе-
ниях: Н — насос; Б — бак; и Л2 — гидро-
двигатели
А, А,
	пгт	1
7.2	Геометрия построения квадратов контура	а		а
			X	т
				
8.1	Внутренние соединения в корпусе аппарата. Стрелка показывает направление выхода жидкости		It	
9.1	Предохранительный клапан-ограничитель задан- ного уровня давления в гидросистеме	—ф^О		
9.2 Предохранительный клапан-ограничитель давле-
ния с дистанционным управлением
9.3 Клапан разгрузки гидросистемы с дистанцион-
ным управлением. Применяется в гидросистемах
машин для снятия давления насоса на определен-
ное время, в зависимости ат поданного сигнала
управления
748
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИ X СХЕМ
Продолжение табл. 7
Номера позиций	Наименование	Символическое изобра- жение на схемах		
10.1	Клапан последовательного действия прямого — непосредственного управления. Применяется в гид- росистемах станков для согласования последова- тельной работы двух гидродвигателей, например для зажима заготовки и хода силового поршня	Гг-Т“1		
			Iй 7 М	
		Llei		
11.1	Редукционный клапан		в	! i
11.2	Редукционный клапан разности давления. Аппа- рат допускает поддержание постоянной разности давлений между полным давлением на входе и ре- дуцированным (пониженным) давлением на выходе			j
11.3	Редукционный клапан пропорционального дав- ления. Аппарат допускает поддержание постоянного соотношения между полным давлением на входе и редуцированным (пониженным) давлением на вы- ходе		Гг^'П iifTL	
12.1	Регулируемое сопротивление (дроссель)	Ф		
12.2 12.2Х	Регулятор расхода жидкости. Аппарат поддержи- вает расход, несмотря на изменение давления, при- близительно постоянным. Изменение расхода жид- кости зависит от изменения вязкости жидкости, протекающей через регулятор Нерегулируемое сопротивление			
12.22	Регулируемое сопротивление без отвода утечек из аппарата наружу			
Регулируемое сопротивление с отводом утечки
из аппарата наружу
12Л
12.3
Регулируемое сопротивление с отводом в бак из-
лишка жидкости, протекающей через аппарат
Клапан торможения гидродвигателя нормально
открытый. Аппарат монтируется на выходном тру-
бопроводе, приводится в действие от кулачка, пре-
одолевая силу давления пружины
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ
749
Продолжение табл. 7
Номера позиций	Наименование	Символическое изобра- жение на схемах
12.4	Копировальный аппарат с однокромочным рас- пределителем	
12.5	Распределитель, регулируемый четырехлинейный с открытым центром	й
12.6	Копировальный аппарат с четырехкромочным рас- пределителем	
12.7	Распределитель, регулируемый четырехпозицион- ный с закрытым центром	№4
Типовые схемы распределителей
Таблица IV. 8
Номер позиции	Тип	Распреде- литель	Положение плунжера	Условные символические обозначения									
01	—	Двухпо- зиционный Двухли- нейный	I: НА соединены II: Я и А перекрыты		А				1					
												1	
				Н						1			
02	2БГ73-2	Двухпо- зиционный Трехли- нейный	I: Б перекрыто НА соединены II: БА соединены Н перекрыто	А									
											/	т\	
				5 н									
03	Г72-1 5Г73	Двухпо- зиционный Четырех- линейный	I: ЯЛ2 и АгБ сое- динены II: НАХ и А2Б сое- динены	А		i	А		>2						
													
													
							Н	£						
04	Г72-2 7Г73	Двухпо- зиционный Пятили- нейный	I: НА2 и	сое- динены II: ЯАХ и А2Б2 сое- динены	А		t	А		2					
				i			—					_ т	т\ \
					5f		н б2						
750
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Продолжение табл. 8
Номер । позиций	Тип	Распреде- литель	Положение плунжера	Условные символические обозначения						
05	1Г73-1 1Г73-4	Трехпо- зиционный Четырех- линейный	0: НА1 и А2Б сое- динены 1: ЯЛ2 и А]Б сое- динены II: ЯЛХ и А2Б сое- динены		4/	4?							
				[						
									X	
										
					fc2zzrzv г\	г /1 Н	'Б					
										
06	2Г73-1 2Г73-4	Трехпо- зиционный Четырех- линейный	0: БАХА2 соединены Я перекрыто I: НАг и А2Б сое- динены 11: ЯЛ2 и А±Б сое- динены		A, Az					
								ту .X.	X	
					Н Б					
07	4Г73-1 4Г73-4	Трехпо- зиционный Четырех- линейный	0: И и Б перекрыты I: ЯЛг и А2Б сое- динены II: ЯЛ2 и А±Б сое- динены		Ai Az					
								хТ гг	х	
					Н Б					
08	ЗГ73-1 ЗГ73-4	Трехпо- зиционный Четырех- линейный	0: Б перекрыто ЛХЯ и Л2Я сое- динены I: НАг и А2Б сое- динены II: ЯЛ2 и А±Б сое- динены		А1 Аг					
								.т __L	л	
					Н	Б					
09	6Г73-1	Трехпо- зиционный Четырех- линейный	0: НБ соединены АгА2 перекрыты I: ЯЛХ и А2Б сое- динены II: ЯЛ2 и А^ сое- динены		At А2	1		i 1					
					Н Б			11	Y	
										
В табл. IV. 9 приведены примеры комбинированных символических
изображений различных блоков и отдельных узловых схем гидрофициро-
ванных станков. Они составлены с использованием элементарных символи-
ческих обозначений.
Таблица IV. 9
Примеры символических изображений схем гидравлических блоков
и некоторых узловых гидравлических схем
Наименование	Символические изображения на схемах
Напорный золотник с обратным клапа-
ном, мод. Г66-2, прямого управления:
а — отвод утечки; б — выход в систему
и выход при реверсировании; в — вход
в аппарат и выход при реверсировании
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ КОМБИНИРОВАННЫХ АППАРАТОВ
751
Продолжение табл. 9
Наименование
Символические изображения на схемах
Напорный золотник с обратным кла-
паном и дистанционным управлением:
а — отвод утечки; б — выход в систему
и вход при реверсировании; в — вход
в аппарат и выход при реверсировании;
г — подвод дистанционного управления
Клапан последовательного действия, прямого управления, с регулируемой пружиной и обратным клапаном, нор- мально закрытый	Г Ж	н i LU
Клапан последовательного действия, с дистанционным управлением, с регули- руемой пружиной и обратным клапаном, нормально закрытый	ПЭТ- W1	ш
Регулируемый редукционный клапан совместно с обратным клапаном для об- ратного хода гидродвигателя, нормально открытый		
Регулируемый редукционный клапан с разгрузкой на бак, при превышении редуцированного давления, нормально закрытый	• г~~| iTO l—..L—.	1 0
Автомат включения и выключения на- соса при работе гидросистемы с аккуму- лятором		-н
Регулятор расхода с предельным давле-
нием и отводом утечки жидкости наружу
Делитель расхода жидкости при синхро-
низации перемещений гидродвигателей
Регулятор расхода жидкости одного на-
правления потока, с обратным клапаном
при реверсировании: а — вход; б — вы-
ход в систему; в — отвод утечки наружу;
г — обратный клапан
752
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Продолжение табл. 9
Наименование
Символические изображения на схемах
Регулятор расхода жидкости одного на-
правления потока, с предохранительным
клапаном, ограничивающим редуцирован-
ное давление: а — подвод давления; б —
выход редуцированного давления; в —
отвод к разгрузочному клапану; г — отвод
к баку; д — отвод утечки
Насос регулируемого расхода с ручным
управлением
Последовательное включение насосов
постоянного расхода с предельным дав-
лением на выходе и дистанционным регу-
лированием давления насоса первой сту-
пени
Параллельное включение регулируе-
мого и нерегулируемого насосов. Регули-
руемый насос с автоматическим изменением
расхода по величине давления и поэтому
с постоянным потреблением наибольшей
мощности
Регулируемый насос с сервомотором
(следящей системой) управления расходом.
Управляющий золотник приводится в дей-
ствие механически, от кулачка. Насос
управления следящей системой постоян-
ного давления и расхода
Регулируемый насос с сервомотором уп-
равления расходом от кулачка. Поршень
механизма управления — дифференциаль-
ный
Регулируемый насос управления рас-
ходом по давлению, заранее установлен-
ным регулировкой пружины поршня
управления
Обратные клапаны: а — прямоточный;
б — углового типа, мод. Г51; в — с ди-
станционным управлением
ПРСЕКТИРОВ -.НИЕ И СС’СТ-ЗЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
753
Продолжение табл. 9
Наименование
Символические изображения на схемах
Распределитель золотниковый с элек-
тро гидравлическим управлением, мод.
6Г73-4
§ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СОСТАВЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Обычно гидравлическая схема станка составляется чисто интуитивно.
Применение того или иного аппарата управления зависит от выполняю-
щихся функций в технологическом процессе.
Управление гидроаппаратами может быть механическое (кулачком,
упорами, эксцентриками и т. д.), электрическое и гидравлическое. Все
эти способы имеют свои отрицательные К положительные стороны,
поэтому в каждом конкретном случае выбор системы управления гидроап-
паратами основывается, главным образом, на качественной стороне во-
проса в обфбщенном сравнении их конструктивных, экономических
и рабочих характеристик.
При конструктивном сравнении обращается внимание на слож-
ность конструкции и технологию изготовления, способ и простоту мон-
тажа. Рабочие характеристики аппаратов управления сравнивают по точ-
ности, надежности, долговечности, быстродействию, равномерности рабо-
чего хода и дальнодействия.
Экономическими факторами сравнения являются стоимость изготовле-
ния и монтажа, к. п. д. и эксплуатационные расходы.
Под словом «сложность» понимают сложность монтажа, наладки си-
стемы управления, сложность ремонта и эксплуатации.
Наладка и выявление дефектов монтажа в гидравлических системах
управления проще, чем, например, в электрических системах, так как
гидросистемы регулируются по показаниям только одного прибора —
манометра.
Долговечность гидроаппаратов управления, не имеющих возвратных
пружин, неограниченная, в то время как электромеханические аппараты
допускают число срабатываний не больше нескольких десятков тысяч.
Дальнодействие электросистем практически неограничено, гидросистемы
допускают протяженность трубопровода не больше 40—50 м.
Управление технологическим процессом станков почти всегда дискрет-
ное, оно, как известно, считается наиболее надежным управлением, допу-
скающим большой разброс отдельных параметров.
В технических характеристиках гидроаппаратов по нормалям ЭНИМСа
указаны присоединительные резьбы, условные проходы, давления и допу-
скаемые расходы. Указанный в нормалях расход может быть на 40%
увеличен, но это повлечет за собой увеличение давления.
48 А черкан 159
754
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Двухпозиционные распределители рекомендуется монтировать гори-
зонтально. При вертикальном монтаже, при снятии давления возможно
нарушение последовательности цикла.
Трехпозиционные распределители монтируют в горизонтальном и верти-
кальном положениях.
На принципиальной гидравлической схеме станка указываются техни-
ческая характеристика насоса (или насосов), т. е. модель насоса, его про-
изводительность, давление, число оборотов в минуту и мощность электро-
двигателя привода. Для регулируемых насосов—также пределы его про-
изводительности.
Для станков с потреблением мощности N < 3 квт обычно применяют
шиберные насосы сдвоенного или одинарного действия с давлением р <
< 55 б, мод. Г12-1 —одинарного исполнения с расходом Q ~ (54-200) х
X Ю"3 м*1мин и сдвоенного исполнения, мод. 5Г12-1, на различные комби-
нации расходов.
Для станков с потреблением мощности N > 5 квт (протяжные, стро-
гальные, долбежные и др.) предпочтительно применение регулируемых
поршневых насосов с давлением р = (1004-200) б.
Для станков, работающих на средних и больших скоростях, с неболь-
шой тяговой силой (шлифовальные, доводочные, хонинговальные станки)
потребление мощности обычно ограничивается 4 квт и давлением до
р = 20 б. В таких станках находят применение шестеренные насосы
мод. Г11-1, П1-2 на расходы (12—140)-10"3 м3/мин.
Диаметр силового цилиндра станка выбирают по необходимой тяговой
силе силового поршня или же по необходимой его скорости. В некоторых
случаях диаметр силового поршня выбирают в зависимости от требований
к равномерности хода, от габаритов, устойчивости перемещений и т. д.
При увеличении давления в силовом цилиндре уменьшаются его
диаметр, расход насоса, диаметр трубопровода и габариты приме-
няемой гидроаппаратуры; все это ведет к большей компактности, к облег-
чению монтажа и сборки. Однако увеличение давления требует примене-
ния болеедорогих насосов, повышенной герметичности трасс трубопровода
и более надежных уплотнений.
Обычно давление в силовом цилиндре не превышает 45 б.
Отношение длины I цилиндра к его диаметру D рекомендуется прини-
мать не свыше 20. Как показали наблюдения, при I > 20D возникает
опасность вибраций и автоколебаний, по-видимому, как следствие увели-
чения объема масла в цилиндре и связанного с этим увеличения упругости
гидравлической системы. Поэтому при больших возвратно-поступательных
перемещениях силового поршня рекомендуется применять гидромотор,
способный развивать соответствующий крутящий момент вместо
силового цилиндра, в сочетании с реечной или винтовой передачей. Допол-
нительная кинематическая цепь зубчатых передач от вала гидромотора
к рейке стола несколько удорожает станок, понижает его к. п. д. и увели-
чивает инерционность'системы станка по сравнению с силовым цилиндром.
При разработке гидравлических схем рекомендуется применять нор-
мальную аппаратуру управления, стандартные фитинги и соединения,
стандартные уплотнения. Конструкции этих элементов разработаны
ЭНИМСом и нашли широкое применение в отечественном станкостроении.
Гидравлическая схема станка должна быть наглядна и удобна для чте-
ния. Это достигается соответствующим расположением на ней принципи-
альных или символических изображений гидроаппаратов управления,
с наименьшим числом пересекающихся линий.
5
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СОСТАВЛЕНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ

756
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СХЕМ
Наша станкостроительная промышленность — завод «Станкопринад-
лежностей» («Гидропривод», СКБ7) выпускает централизованно типовые
гидравлические панели управления (панели типов У4251, У424, ЗУ4222,
У4244, У4245, У4246, ЗУ4252, У4247) на различные циклы сверлильно-
расточных и фрезерных работ с дистанционными и самодействующими
системами управления и гидропанели управления для шлифовальных стан-
ков (мод. ГШ, ГШП, ГШУ, Г31-1) на различные технологические циклы.
Пример панели управления с автоматической сменой команд показан
на схеме фиг. IV, 82. Панель рассчитана на работу с двумя нерегули-
руемыми насосами низкого и высокого давлений. Насос низкого давле-
ния НН используется для быстрых подводов и отводов силового поршня,
насос высокого давления ПП— для рабочих ходов. Панель обеспечивает
цикл: быстрый подвод — рабочая подача — быстрый отвод — стоп.
На плите смонтирован главный золотник 9, стабилизатор 6 хода сило-
вого поршня, переливной клапан 3 насоса низкого давления.
Масло, поступающее из насосов, распределяется главным золотником.
Его положения при различных командах показаны отдельно.
При быстром ходе вперед используются: слив масла из задней полости
цилиндра и масло, нагнетаемое насосом низкого давления НН. Расход
насоса ПП под малым давлением сливается в бак через клапан 4.
Во время рабочей подачи масло из насоса НН без давления сливается
в бак по трассе НН — Б. Из насоса высокого давления масло поступает
в переднюю полость цилиндра через стабилизатор скорости 6.
Задняя полость цилиндра соединена с клапаном 10 противодавления
(р == 24-5 б). Он служит для некоторого выравнивания сил трения.
При быстром отводе назад масло из насоса низкого давления поступает
в заднюю полость цилиндра по трассе НН — ЗП. Передняя полость в этот
момент сообщается с баком. В положении «Стоп» оба насоса и обе полости
цилиндра соединены с баком.
Перемещение главного золотника в положение «быстрый ход вперед»
осуществляется вручную через зубчатое колесо 2 и рейку /, которая пере-
мещает главный золотник. Находящаяся внутри золотника пружина 11
заряжается, обеспечивая возврат золотника.'
При набегании рычага на упоры II, III, IV фиксатор 8 поднимается,
давая возможность золотнику под действием пружины 11 устанавливаться
в положения «Рабочий ход», «Отвод», «Стоп». Так как при перемещении
золотника вновь до положения «Быстро вперед» он* проходит два поло-
жения — «Рабочий ход» и «Отвод», то для того, чтобы не было движения
силового поршня, поворот колеса до положения «Вперед» должен проис-
ходить достаточно быстро.
Так как проходная площадь дросселя 7 очень мала (доли квадратного
миллиметра), то во избежание его засорения масло предварительно про-
ходит через фильтр 5.
Предохранительный клапан насоса высокого давления регулируется
на давление, превышающее на 8—10 б давление, необходимое при резании.
Такое регулирование производится на мертвом упоре силового поршня.
Предохранительный клапан насоса низкого давления регулируется на
давление соответственно давлению при быстрых ходах. Манометр показы-
вает давление масла в системе при всех ходах, за исключением обратного.
ЛИТЕРАТУРА
1.	Автоматизация металлорежущих станков. Под общ. ред. И. М. Кучера. М. — Л., 1961.
2.	Ав рут ин С. В. Рациональная работа фрезеровщика. М., Машгиз, 1962.
3.	А д а м Я- И. и О в у м я н Г. Г. Справочник зубореза-фрезеровщика. М., Маш-
гиз, 1961.
4.	А н а н ь и н С. Г., А ч е р к а н Н. С. и др. Металлорежущие станки. Под ред.
Н. С. Ачеркана. М., Машгиз, 1957.
5.	Богданович Л. Б. Гидравлические механизмы поступательного движения. М.,
Машгиз, 1958.
6.	Богданович Л. Б. Гидравлические приводы в машинах. М., Машгиз, 1962.
7.	Богуславский Б. Л. Токарные автоматы и полуавтоматы. М., Трудрезерв-
издат, 1959.
8.	Богуславский Б. Л. Токарные полуавтоматы, автоматы и автоматические
линии. М., Профтехиздат, 1961.
9.	Браславский В. М. и Захаров Б. П. Электрические способы обработки
металлов. Изд. 4-е, Свердловск, Машгиз, 1962.
10.	Бромберг Б. М. Современные радиально-сверлильные станки. М., Трудрезерв-
издат, 1958.
11.	Брон Л. С. и Тартаковский Ж. Э. Гидравлический привод агрегатных
станков и автоматических линий. М., Машгиз, 1962.
12.	Б у р ш т е й н И. Е. Высокопроизводительные методы зубозакругления. М., Маш-
гиз, 1963.
13.	В е р о м а н В. Ю. Размерная ультразвуковая обработка материалов. М., Машгиз,
1961.
14.	Горбацевич А. Ф. и Кузнецов В. П. Автоматические линии для произ-
водства зубчатых колес. Минск, Гос. изд-во БССР, 1961.
15.	Горбацевич А. Ф., Кузнецов В. П. и Юдовин Л. Г. Автоматиче-
ские линии из протяжных станков и автоматизация протягивания. Минск, Гос. изд-во
БССР, 1961.
16.	Гурьев В. П. и Погорелов В. И. Гидравлические объемные передачи. М.,
Машгиз, 1964.
17.	Гуткин Б. Г. и Григорчук И. П. Электроконтактная обработка металлов.
М., Машгиз, 1960.
18.	Дащенко А. И. и Нахапетян Е. Г. Проектирование, расчет и исследо-
вание основных узлов автоматических линий и агрегатных станков. М., «Наука»,
19.	Е р м а к о в В. В. Гидравлический привод металлорежущих станков. М., Машгиз,
1963.
20.	Ж е Д ь В. П. Обзор зарубежных конструкций универсальных токарных патронов
с ключевым зажимом. — «Станки и инструмент», 1962, № 2.
21.	Завод координатно-расточных станков. Руководство по уходу и эксплуатации станков
мод. 5Б82, 1959; 2В440, 1961; 5822, 1962; 2А450, 1964. М., ЦБТИ.
22.	3 у з а н о в Г. И. Агрегатные станки. М., Машгиз, 1948.
23.	Капель А. П. и Людмирский Д. Г. Бесцентрово-шлифовальные авто-
маты, разработанные СКБ-6. — «Станки и инструмент». 1963, № 2.
24.	К а це в П. Г. Протяжные работы. М., Профтехиздат, 1961.
25.	К а ш е п а в а М. Я. Современные координатно-расточные станки. М., Машгиз, 1961.
26.	К о с м а ч е в И. Г. Обработка металлов анодно-механическим способом. М., Маш-
гиз, 1961.
27.	К у Д р я ш о в А. А. Металлорежущие станки для инструментального производ-
ства. М., Машгиз, 1961.
28.	К У ч е р И. М. и Кучер А. М. Токарные станки, их модернизация и автомати-
зация. Изд. 2-е. М. — Л., Машгиз, 1957.
29.	Комисарик С. Ф. и Ивановский Н. П. Гидравлические объемные
трансмиссии. М., Машгиз, 1963.
30.	Коробочкин Б. Л. Гидроприводы токарно-копировальных автоматов. —
«Станки и инструмент», 1955, № 12.
758
ЛИТЕРАТУРА
31.	Лабазов Н. П. Настройка токарных станков на обработку конических поверх-
ностей методом одновременного включения продольной подачи и подачи верхних рез-
цовых салазок. — «Станки и инструмент», 1963, № 9.
32.	Лазаренко Б. Р. и Лазаренко Н. И. Электродинамическая теория
искровой электрической эрозии металлов. Проблемы электрической обработки мате-
риалов. М., Изд. АН СССР, 1962.
33.	Л е в и н с о н Е. М. и Лев В. С. Обработка металлов импульсами электриче-
ского тока. М., Машгиз, 1961.
34.	Л е о н о в А. Е. Насосы гидравлических систем станков и машин. Киев, Машгиз, 1960.
35.	Мархасин Э. Л. и Петросян А. А. Фрезерование тел вращения. М.,
Машгиз, 1960.
36.	Мезивецкий Я. П. Токарно-копировальный полуавтомат мод. 1712, — «Станки
и инструмент», 1957, № 12.
37.	М е р п е р т М. П. Прецизионные резьбошлифовальные станки. М., Машгиз, 1962.
38.	Металлорежущие станки и кузнечно-прессовое оборудование для инструментального
.производства. Каталог-справочник. М., ВНИИ — Машгиз, 1962.
39.	Митрофанове. П. и Гутнер Н. Г. Револьверные станки и их рациональ-
ное использование. М., Машгиз, 1962.
40.	М о г у з о в В. И. (сост.). Металлорежущие станки. Краткий справочник. М., Эко-
номиздат, 1961.
41.	НИИТракторосельхозмаш. Силовые головки малоагрегатных станков для изготовления
деталей тракторов и сельскохозяйственных машин. М., ОНТИ, 1959.
42.	О г л о б л и н А. Н. Справочник фрезеровщика. М. — Л., Машгиз, 1962.
43.	Пикус М. Ю., Талако Г. С., Шпаковский М. А. Протяжные авто-
маты и полуавтоматы. Минск, Гос. изд-во БССР, 1959.
44.	Пискорский Г. А. и Сивченко Н. А. Гидравлические и пневматические
устройства машин, Киев — М., Машгиз, 1962.
45.	Писманик К. М. и Кедринский В. Н. Расчет и примеры наладок стан-
ков для нарезания конических колес с круговыми зубьями. М., Машгиз, 1962.
46.	П о л я к Д. И. Опыт применения гидрокопировального суппорта ГС-1. — «Станки
и инструмент», 1960, № 2.
47.	П р о н и к о в А. С. Расчет и конструирование металлорежущих станков. М.,
«Высшая школа», 1962.
48.	Пятецкий Б. Г. Притирка и доводка автотракторных деталей. Свердловск,
Машгиз, 1959.
49.	Сафрис И. Е. и Бернштейн Л. М. Гидрокопировальные системы с диффе-
ренциальным цилиндром для объемного копирования. — «Станки и инструмент»,
1955, № 4.
50.	С е м и н с к и й В. К. Нарезание резьбы на токарных станках. Гос. изд-во техн,
лит. УССР, 1962.
51.	С о к о л о в С. П. Тонкое шлифование и доводка. М.—Л., Машгиз, 1961.
52.	Справочник металлиста, т. 5. М., Машгиз, 1961.
53.	Станки металлообрабатывающие. Основные параметры и размеры. Изд. официальное.
М., Стандартгиз, 1962.
54.	Станкостроение в капиталистических странах. Под ред. А. П. Владзиевского. М.,
ЦИНТИМАШ, 1962.
55.	Типаж металлорежущих станков на 1959—1965 гг. М., ЦБТИ, 1958.
56.	Трофимов А. М. Альбом схем металлорежущих станков, ч. 2. М., Машгиз, 1962.
57.	Ф е д о т е н о к А. А. Кинематические связи в металлорежущих станках. М., Маш-
гиз, 1960.
58.	Фомин С. Ф. Наладка одношпиндельных токарных автоматов. Изд. 2-е. М., Маш-
гиз, 1959.
59.	X а й м о в и ч Е. М. Гидроприводы и гидроавтоматика станков, М., Машгиз, 1959.
60.	Чертежи в машиностроении. Изд. официальное. М., Стандартгиз, 1963.
61.	Ш а в л ю г а Н. И. Механизация и автоматизация в зуборезном деле. М. — Л.,
Машгиз, 1962.
62.	Шейнберг С. А. Электрошпиндели на подшипниках с воздушной смазкой и опыт
их эксплуатации. — «Станки и инструмент», 1962, № 3.
63.	Ш м е л е в А. И. Вертикальные многошпиндельные токарные полуавтоматы. М ,
Машгиз, 1959.
64.	Электроимпульсная обработка металлов, вып. 1. М., ЭНИМС-ЦИНТИМАШ, 1960.
65.	Энциклопедический справочник «Машиностроение», т. 9. М., Машгиз, 1949.
66.	Э р н с т В. Гидропривод и его промышленное применение. М., Машгиз, 1963.
67.	Яковлев Д. Г. и Нудельман О. Э. Переналаживаемые автоматические
линии из модернизированных универсальных станков. М., Машгиз, 1962.
О ГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................................................................. 3
раздел I
ОБЩИЙ КУРС МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
(Н. М. Лисицын, А А. Гаврюшин и О. Н. Трифонов)
Глава I. Классификация, типаж и обозначения металлорежущих станков. Виды
движений	в станках....................................................... 5
§	1.	Классификация металлорежущих станков............................ 5
§	2.	Рабочие и вспомогательные движения в станках.................... 8
§	3.	Виды главного движения в станках ............................... 8
§	4.	Кинематическая схема станка ................................... 10
§	5.	Передаточные отношения передач................................. 13
Глава II. Станки токарной группы .......................................... 14
/§	1.	Токарно-винторезные станки ..................................  15
§ 2.	Конструктивная компоновка и основные узлы токарно-винторезных
станков.............................................................. 16
§	3.	Основные параметры токарно-винторезных станков.............. 16
§	4.	Типаж токарно-винторезных станков .......................... 16
§	5.	Привод главного движения токарно-винторезных	станков........ 17
§ 6.	Конструкции приводов главного движения токарно-винторезных стан-
ков ................................................................. 18
§	7.	Привод подач токарно-винторезных станков.................... 24
§	8.	Задняя бабка ............................................... 28
§ 9.	Способы крепления заготовок и инструментов на токарно-винторезных
станках.............................................................. 29
§ 10.	Наладка и настройка токарно-винторезных станков на различные виды
работ..............................................................   33
§ 11.	Приспособления, расширяющие технологические возможности токарно-
винторезных станков ................................................. 40
§ 12.	Механизмы, повышающие степень автоматизации то к ар но-винторез-
ного станка.......................................................... 45
§ 13.	Токарные станки ............................................... 46
§ 14.	Особенности конструкции токарных	станков....................... 47
§ 15.	Лоботокарные станки ........................................... 48
§ 16.	.	Токарные многорезцовые станки ............................... 49
§ 17.	Специализированные токарные станки ............................ 53
Глава III. Револьверные и карусельные станки .............................. 58
§	2.	Движения в револьверных станках................................... оу
§	3.	Конструктивная компоновка и основные узлы	револьверных станков	59 ~
§	4.	Токарно-револьверный станок мод. 1365	  72
§	5.	Токарно-револьверный станок мод. 1П326 ............................ 75	,
§	6.	Нормальные и специальные принадлежности к	револьверным станкам	77
§	7.	Назначение и область применения карусельных	станков............... 78
§	8.	Движения в карусельных станках.................................... 79
§	9.	Конструктивная компоновка и основные узлы карусельных станков	80
§	10.	Принадлежности к карусельным станкам........................... 82
Глава IV. Токарные автоматы и полуавтоматы ................................... 84
§ 1.	Назначение токарных автоматов и полуавтоматов..................... 84
§ 2.	Кулачковый привод и группы автоматов ............................. 85
760
ОГЛАВЛЕНИЕ
§ 3.	Одношпиндельные токарные автоматы............................J36
V § 4. Многошпиндельные горизонтальные токарные автоматы...............(^93 J
§	5.	Одношпиндельные токарные полуавтоматы .......................... у8
§	6.	Вертикальные многощпиндельные полуавтоматы ..................... 105
Глава	V.	Сверлильные станки.................................... 110
§ 1.	.Назначение и область применения сверлильных станков......... ПО
§ 2.	Вертикально-сверлильные станки................................ 110—х
г/§	5.	Радиально-сверлильные станки............................../~113у
Глава	VI. Расточные станки............................................... 125
§	1.	Назначение и область применения расточных	станков............... 125
§	2.	Горизонтально-расточные станки ................................. 125
§	3.	Узлы горизонтально-расточных станков............................ 127
§	4.	Горизонтально-расточной станок мод. 262Г	.................... 130
§	5.	Приспособления и принадлежности к горизонтально-расточным станкам 132
§ 6.	Пути дальнейшего совершенствования горизонтально-расточных стан-
ков ..................................................................  134
§	7.	Алмазно-расточные станки........................................ 134
Глава	VII. Агрегатные станки .......................................... 137
§	1.	Назначение и компоновка	агрегатных станков.................... 137
§	2.	Основные узлы агрегатных	станков.............................. 139
§	3.	Силовые головки .............................................. 140
Глава
VIII. Фрезерные станки............................................
1.	Назначение и типы фрезерных станков............................
2.	Фрезерные станки общего назначения.............................
Консольно-фрезерные станки.....................................
\ /Бесконсольно-фрезерные станки..................................
Продольно-фрезерные станки............................ . . . .
\л/Карусельно-фрезерные станки ...................................
3.	Устройства, расширяющие технологические возможности фрезерных
станков общего назначения......................................
4.	Специализированные фрезерные станки............................
Копировально-фрезерные станки..................................
Шпоночно-фрезерные станки .....................................
Фрезерно-отрезные станки ......................................
Барабанно-фрезерные станки.....................................
Фрезерно-обточные станки ......................................
5.	Крепление инструмента и заготовок на фрезерных станках.........
144
144
144
159
168
168
173
176
178
179
180
§
§
§
Глава IX. Строгальные и долбежные станки...................................
1.	Продольно-строгальные ставки..................................
§ 2.	Устройства, расширяющие технологические возможности продольно-
строгальных станков ..................................................
§ 3.	Разновидности продольно-строгальных станков ..............  .	.
§ 4.	Поперечно-строгальные станки .................................
§ 5.	Устройства, расширяющие технологические возможности поперечно-
u строгальных станков..................................................
‘/§ 6. Долбежные станки................................................
§ 7.	Устройства, расширяющие технологические возможности долбежных
станков ..............................................................
§ 8.	Устройства для крепления заготовок и инструмента на строгальных
и долбежных станках...................................................
183^
191
194х
196
^-202
208
21©
Глава	X. Протяжные станки .............................................. 212
§	1.	Протяжные станки для внутреннего протягивания.................. 214
§	2.	Протяжные станки для наружного протягивания.................... 220
§	3.	Расширение технологических возможностей протяжных станков . . .	223
§	4.	Автоматизация протяжных станков................................ 224
Глава	XI. Шлифовальные станки........................................... 226
§	1. Круглошлифовальные станки...................................... 227
А	2. Внутр ишлифовальные станки..................................... 232
\х §	3. Плоскошлифовальные станки....................................... КГ
ОГЛАВЛЕНИЕ
761
|/§ 4. Бесцентрово-шлифовальные станки ..............................(^ 242 у
§ 5.	Крепление и балансировка шлифовальных кругов................  "249*
§ 6.	Разновидности шлифовальных станков ............................ 251
Глава XII. Доводочные станки .............................................. 253
§ 1.	Отделочные процессы механической обработки металлов............ 253
§ 2.	Хонинговальные станки .......................................... 254	z
§ 3.	Притирочные станки............................................. 256
§ 4.	Станки для суперфиниширования.................................. 260
Глава XIII. Зубообрабатывающие станки ..................................... 262
§	1.	Методы нарезания зубчатых колес . ............................."262
§	2.	Классификация зубообрабатывающих станков...................... 264'
§	3.	Зубофрезерные .станки.........................................  264
§	4.	Установка и крепление заготовок ............................... 269
§ 5.	Зубодолбежные станки..................-........................ 270
§	6.	Станки для нарезания конических зубчатых колес................. 273
§	7.	Станки для чистовой обработки зубчатых колес................... 276
§	8.	Станки для зубозакругления, снятия фосок и заусенцев........... 284
Глава XIV. Электроэрозионные и ультразвуковые станки......................  288
/	1. Электроэрозионные станки ..................................  .	.
§ 2.	Ультразвуковые станки..........................................
РАЗДЕЛ II
СТАНКИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
(Канд. техн, наук 4. 4. Кудряшов)
Глава I. Станки заготовительных цехов ......................................  296
Вертикально-отрезной автомат мод. ЛА-17................................. 296
Глава II. Специальные токарные полуавтоматы ............................... 304
§ 1.	Токарно-копировальный полуавтомат мод. ВТ-ЮМ.................... 304
§ 2.	Токарно-копировальный полуавтомат мод. МР105.................... 311
Принцип работы гидравлической следящей системы станка............ 315
Глава III. Специальные и специализированные фрезерные станки............... 329
§ 1.	Станки для фрезерования канавок и снятия затылков у сверл .....	329
§ 2.	Полуавтомат мод. 6793У для фрезерования сверл .................. 330
Назначение, кинематическая схема и конструкция станка .....	330
Настройка станка.......................................\ . .	338
§ 3.	Полуавтомат мод. 6В-1М для фрезерования канавок метчиков........ 339
Назначение и конструкция станка . ’.......................  .	339
Гидравлическая схема станка ................................... 345
Управление станком............................................. 346
§ 4?Т	рехпозиционный полуавтомат мод. МИ-10 для фрезерования спираль-
ных канавок концевых фрез...........................................  347
Глава IV. Резьбонарезные станки....................................w . . . .	355
§ 1.	Токарные резьбонарезные станки повышенной точности.............  355
Общие сведения................................................. 355
§ 2.	Прецизионный винторезный полуавтомат мод. 103 .................. 358
Глава V. Резьбошлифовальные станки......................................... 363
§ 1.	Общие сведения ................................................. 363
§ 2.	Универсальный резьбошлифовальный станок мод. 5Б82 .............. 366
§ 3.	Универсальный резьбошлифовальный станок мод. 5822 ........	376
Настройка станка..............................................  381
Приспособления станка ......................................... 386
Глава	VI. Резьбонакатные станки......................................   387
§ 1.	Общие сведения ..........................................    .	387
§ 2.	Резьбонакатный станок мод. 5А935 .............................	388
762
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава VII. Зубошлифовальные станки.........................................  394
§ 1.	Зубошлифовальный станок мод. 5893 .............................. 394
Глава VIII. Координатно-расточные станки.................................... 402
§ 1.	Общие сведения ............................................... 402-.
I § 2. Координатно-расточной станок мод. 2В440 ........................... (402^
Общие сведения и краткая техническая характеристика............. 402
Краткое описание и кинематическая схема станка.................. 404
Оптическое устройство станка.................................... 408
Принципиальная электрическая схема.............................. 411
Электропривод стола и салазок................................... 414
§ 3.	Координатно-расточной станок мод. 2А450 ........................ 415
Кинематическая схема станка..................................... 417
Оптическое устройство станка.................................... 418
Электрическая схема станка ..................................... 420
Механизм набора координат ...................................... 426
Механизм следящей системы....................................... 428
Стол и салазки.................................................. 430
РАЗДЕЛ III
КИНЕМАТИКА СТАНКОВ
(д-р техн, наук А. А. Федотенок)
'Тла-йй IX. Заточные станки................................................. 431
§ 1.	Типы заточных станков ........................................... 431
§ 2.	Универсально-заточной станок мод. ЗА64 и его модернизация ....	432
§ 3.	Полуавтомат мод. 3659А для заточки сверл и зенкеров.............. 436
§ 4.	Полуавтомат мод. 3662 для заточки червячных фрез................. 441
Глава X. Автоматические линии в производстве инструмента ................... 446
§ 1.	Автоматические устройства ....................................... 446
§ 2.	Автоматическая линия для обработки метчиков...................... 453
§3.	Автоматизация станка мод. 6В-1М для фрезерования канавок метчиков 455
Глава I. Образование поверхностей .......................................... 459
§ 1.	Поверхности, обрабатываемые на металлорежущих станках........... 459
§ 2.	Геометрическое и технологическое образование поверхностей.....	462
Глава II. Классификация движений............................................ 468
Глава III. Кинематические связи ............................................ 472
Глава IV. Кинематическая структура станка................................... 482
§ 1.	Типовые кинематические структуры формообразующей части станка 482
§ 2.	Общая методика анализа кинематической структуры металлорежущих
станков и кинематическая настройка	станков........................ 500
§ 3.	Дифференциальные и бездифференциальные	кинематические структуры
станков.......................................................... 502
§ 4.	Скрытые суммирующие передачи..................................... 507
\ Ста	вок мод. МК-138М для обработки шатунных шеек тяжелых коленча-
тых валов ..................................................... 508
Зуборезный станок для нарезания конических колес с криволинейным
зубом ......................................................... 511
§ 5.	Влияние формы и размеров режущего инструмента на кинематическую
структуру станка.................................................... 515
Глава V. Анализ кинематических схем станков с механическими кинематиче-
скими	связями...................................... 519
§	1.	Кинематическая структура резьбообрабатывающих станков .....	519
Методы образования резьб ........................................ 519
Высокоточный винторезный станок мод. 1622 ....................... 526
Червячно-шлифовальный станок мод. HSS-33B ....................... 527
Резьбофрезёрный полуавтомат мод. 5М5Б62	  529
** За	точной полуавтомат мод. ЗА642 для червячных фрез............. 530
ОГЛАВЛЕНИЕ
763
§ 2.	Кинематическая структура затыловочных станков ................
Методы затылования.............................................
Затыловочный станок мод. 1708 .................................
* Затыловочный полуавтомат мод. 1811.............................
§ 3.	Кинематическая структура зубофрезерных станков................
Методы образования зубьев цилиндрических колес.................
\ /Зубофрезерный станок мод. 5Е32...............................
зубофрезерный полуавтомат мод. 5К324 ..........................
— Зубофрезерный мастер-станок мод. 543 ..........................
* Зубофрезерный станок мод. РН-30,................................
§ 4.	Кинематическая структура зуборезных станков с круглым зуборезным
долбяком..........................................................
Методы образования зубьев зуборезным долбяком..................
Зубодолбежный вертикальный станок мод. 5Б150...................
^Станок мод. E3-13 для точения долбяком цилиндрических колес . . .
Полуавтомат мод. ЕЗ-10А для точения зуборезным долбяком цилин-
дрических червяков ..............................................
§ 5.	Кинематическая структура зубошлифовальных станков для цилиндри-
ческих колес .....................................................
Зубошлифовальный станок мод. 584М .............................
Зубошлифовальный станок мод. 5А833 ............................
Зубошлифовальный полуавтомат мод. 586	.......................
§ 6.	Кинематическая структура зуборезных станков для конических колес
Методы образования зубьев конических колес .......................
Зуборезный полуавтомат мод. 5А27С4 для конических колес с дуговым
зубом ........................................................
Зуборезный станок для конических колес с прямым зубом мод. BF-201А
Зубострогальный полуавтомат мод. 5250 .........................
§ 7.	Кинематическая структура станков с неравномерными элементарными
движениями .......................................................
Структурные схемы станков......................................
Методы образования зубьев не круглых колес.....................
Зуборезный станок мод. E3-35 для некруглых колес...............
Кинематическая структура станков, нарезающих резьбу с неравномер-
ным шагом....................................................
532
532
538
542
545
545
(547'
5'52
563
563
564
566
568
570
571
576
579
584
584
591
596
598
601
601
604
605
606
Глава VI. Кинематическая структура станков с немеханическими кинематиче-
скими связями ............................................................ 611
Механические и немеханические связи ............................ 611
Зубошлифовальный станок с электрическим валом................... 612
Глава VII. Влияние различных факторов на кинематическую структуру станка 617
РАЗДЕЛ IV
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
(Канд. техн, наук В. В. Ермаков)
Глава I. Общие положения.................................................... 626
§ 1.	Принцип работы гидравлического привода и еро особенности......... 626
§ 2.	Рабочие жидкости в гидравлических приводах станков.........  .	.	628
Глава II. Трубопровод ...................................................... 632
§ 1.	Расчет трубопровода и его монтаж . .............................. 632
§ 2.	Изменение емкости гидросистемы................................... 635
Глава III. Насосы .......................................................... 640
§ 1.	Разновидности объемных насосов................................... 640
§ 2.	Характеристика насосов и их типаж ............................... 641
§ 3.	Эксплуатация насосов. Автоматизация насосной станции . .......... 645
Глава IV. Силовые цилиндры и гидромоторы..................................   653
§ 1.	Разновидности силовых цилиндров.................................. 653
§ 2.	Средства уплотнения соединений................................... 662
764
ОГЛАВЛЕНИЕ
§ 3.	Статика и динамика силового цилиндра ............................ 668
§ 4.	Торможение силового поршня....................................... 673
§ 5.	Статика и динамика привода вращения ............................. 675
Глава V. Регулирование скорости силового поршня и чисел оборотов гидро-
мотора ..................................................................... 680
§ 1.	Общие положения ................................................   680
§ 2.	Объемное регулирование скорости гидродвигателя............. 683
§ 3.	Дроссельное регулирование скорости гидродвигателя.......... 692
§ 4.	Стабилизация скорости гидродвигателя....................... 698
§ 5.	Синхронизация движений параллельно работающих гидродвигателей	702
§ 6.	Гидравлические усилители мощности и следящие системы....... 704
§ 7.	Схемы однокоординатного и двухкоординатного копирования	....	709
Глава VI. Аппаратура гидравлических систем станков.......................... 719
§ 1.	Общие сведения .................................................. 719
§ 2.	Аппаратура регулирования давления ............................... 721
§ 3.	Аппаратура распределения и управления потоком жидкости........... 725
§ 4.	Реверсирование гидродвигателя ................................... 731
§ 5.	Гидравлическое переключение зубчатых колес коробок скоростей . .	738
§ 6.	Командоаппараты и автооператоры ................................. 738
Глава VII. Проектирование	гидравлических	схем............................. 741
§ 1.	Условные обозначения насосов, гидромоторов и гидравлических аппа-	741
ратов на схемах................................................... 741
§ 2.	Проектирование и составление	гидравлических схем................. 753
Литература.................................................................. 757
Наум Самойлович АЧЕРКАН и др. «МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ СТАНКИ» Том 1.
Редактор издательства Н. А. Иванова
Технический редактор Т. Ф. Соколова Корректоры П. А. Яарязев и Г.А, Уранвва
Супер-обложка и переплет художника А. Я. Михайлова
Сдано в производство 27/11 1965 г. Подписано к печати 23/VII 1965 г.
Т-08593 Тираж 55000 (1-й завод 40 000) экз. Печ. л. 67,2 (1 вкл.) Бум. л. 24.
Уч.-изд. л. 59. Темплан 1965 г.,	№ 329. Формат 70Х1081/11. Цена 3 р. 15 к. Зак. № 159
Издательство «МАШИНОСТРОЕНИЕ» Москва, Б-66, 1-й Басманный пер., 3
Ленинградская типография № 6 Г лав по л и граф пром а
Государственного комитета Совета Министров СССР по печати.
Ленинград, ул. Моисеенко, 10