Сверлильные и расточные станки - Лоскутов В.В.

Author: Лоскутов В.В.

Tags: формообразование со снятием стружки молоты и прессы разделительные операции без образования стружки, дробление и измельчение, обработка листового материала, изготовление резьбы художественная литература станки станочные конструкции

Year: 1981

Similar

Шлифовальные станки

Сверлильные станки и работа на них

Фрезерные станки

Зубообрабатывающие станки

Text

ЫШЛИОТЕКА I СТАНОЧНИКА
УЛ yCJ R R /I
КН.ЛОЮТОВ
*
СВЕРЛИЛЬНЫЕ
И РАС ТОЧНЫЕ
СТАНКИ
В.В.Лоскутов
СВЕРЛИЛЬНЫЕ
И РАСТОЧНЫЕ
СТАНКИ
Москва • МАШИНОСТРОЕНИЕ • 1981
ББК 84.63-5
Л79
УДК 621.952 + 621.952.5
Редакционная коллегия:
лауреат Государственной премии СССР проф. С. И. Самойлов (пред-
седатель). доц. А. В. Коваленко, инж. Г. Н. Кокшаров, канд. техн,
наук В. А. Куприянов, проф. В. В. Лоскутов, инж. Г. Р. Мозжилкин,
Герой Социалистического Труда .токарь Л. Я. Мехонцев, канд. техн,
наук, доц. А, А. Спиридонов, д-р техн, наук, проф. Ю, С. Шарин
Рецензент инж. О. М. Леонтьев
Лоскутов В. В.
Л79 Сверлильные и расточные станки. М.: Машинострое-
ние, 1981.— 152 с., ил. —(Б-ка станочника).
55 к.
В книге дано описание устройства металлорежущих станков сверлильно-
расточной группы, рассмотрены особенности их эксплуатации и наладки, ре-
гулирования скоростей резания н подач. Особое внимание уделено станкам
с числовым программным управлением.
Книга предназначена для рабочих и мастеров машиностроительных заводов.
„ 31304-099 ББК 34.63-5
Л '77. "7 Д----- 99-81- 2704040000
038(01 )-81 6П4.6.08
© Издательство «Машиностроение», 1981 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В постановлениях партии и правительства неоднократно от-
мечалась необходимость опережающего развития выпуска стан-
ков, в том числе станков с числовым программным управлением,
развития производства тяжелых и уникальных станков и прессов,
высокоточных станков. Современная машиностроительная про-
мышленность производит сложные механизмы и машины, мощ-
ные гидравлические турбины, прокатные станы, промышленные
роботы и десятки тысяч других изделий. Эти машины не могут
быть созданы без современного металлообрабатывающего обо-
рудования, приборов и режущего инструмента. В «Основных на-
правлениях экономического и социального развития СССР на
1981—1985 годы и на период до 1990 года» предусмотрено уве-
личение выпуска продукции машиностроения и металлообработ-
ки не менее чем в 1,4 раза. '. ‘
Машиностроение — это ключевая отрасль народного' Хозяйст-
ва, которая обеспечивает научно-технический прогресс в народ-
ном хозяйстве, уровень и темпы роста производительности труда,-
а станкостроение5—его сердцевина.
Совершенствование организации производства, внедрение но-
вой техники и рационализация производства облегчают труд
рабочего, повышают материальное положение трудящихся, спо-
собствуют увеличению богатств нашей Родины. Трудно переоце-
нить то огромное значение, какое имеет развитие инициативы тру-
дящихся в деле выявления и использования резервов производ-
ства, выполнения и перевыполнения народнохозяйственных пла-
нов. Эта инициатива проявляется в социалистическом соревнова-
нии, в движении за коммунистическое отношение к труду. Дать
продукции больше, лучшего качества, с меньшими затратами —
долг каждого рабочего, соревнующегося за ударный, высокопро-
изводительный труд. Для этого необходимо повышать производи-
3
тельность труда, как решающего фактора развития экономики,
полнее использовать действующее оборудование, увеличить вы-
пуск продукции, снижая ее себестоимость.
Сверлильные станки — один из наиболее распространенных
видов металлорежущего оборудования. Существуют вертикаль-
но-сверлильные станки разных моделей, в том числе и специали-
зированные с многошпиндельными наладками. Большую группу
станков по типажу и объему выпуска составляют радиально-
сверлильные станки с условным диаметром сверления 25—
100 мм. Наиболее универсальными станками сверлильно-расточ-
ной группы являются горизонтально-расточные станки с диамет-
ром шпинделя 80—320 мм. Для высокоточной обработки приме-
няют координатно-расточные и координатно-шлифовальные стан-
ки. В условиях серийного и массового производства применяют
отделочно-расточные станки. На базе вертикально-сверлильных,
радиально-сверлильных, горизонтально-расточных и координат-
но-расточных станков выпускают станки с числовым программ-
ным управлением (ЧПУ) и автоматической сменой режущего ин-
струмента.
Долгопрудненский авиационный техникум
Электронная библиотека
141702 Россия, Московская об л, Phone: 8(495)40845938(49554083109
г. Долгопрудный, пл. Собина, 1 Email: tiatak@mail.ru
Site: gosdatru
ГЛАВА П ЕРВАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКАХ
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС — ОСНОВА ИЗУЧЕНИЯ
И ПОСТРОЕНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА.
КЛАССИФИКАЦИЯ СТАНКОВ
Технологический процесс — это часть производственного про-
цесса, содержащая действия по изменению и последующему опре-
делению состояния объекта производства. Он состоит из технологи-
ческих операций. В картах технологического процесса указывают:
размеры и форму заготовок, последовательность операций, припус-
ки и допуски на размеры; применяемые оборудование, приспособле-
ние, режущий и измерительный инструмент; режимы резания.
Выбор способа обработки зависит от многих условий: числа и вида
заготовок; наличия технологического оборудования, приспособле-
ний и режущего инструмента; квалификации рабочих и т. п. По-
казателями правильного выбора способа обработки являются время
изготовления и себестоимость обработки.
Движения инструмента и заготовки в процессе резания принято
делить на основные (для осуществления процесса резания) и вспо-
могательные (для подготовки и завершения резания). Основных
движений два: главное, служащее для обеспечения процесса струж-
кообразования; подачи — для ведения резания по всей длине
детали.'
Основные виды сверлильных работ движения, необходимые при
их выполнении, показаны на рис. 1.
Сверление отверстий (рис. 1, а) производят при вращении сверла
(главное движение /) и его осевого перемещения (движение 2 пода-
чи). Инструментом является спиральное сверло. Сверление проис-
ходит в сплошном материале.
Рассверливание_(рис. 1, б) или вторичную обработку отверстия
сверлом большего диаметра применяют для того, чтобы сохранить
межцентровое расстояние при сверлении отверстий больших диа-
метров, когда обработка одним сверлом может дать значительное
отклонение оси отверстия. При нормальном сверлении точность
отверстия достигает 11—13-го квалитета.
Зенкерование (рис. 1, в) производят зенкером для улучшения
геометрической формы отверстий, полученных после сверления,
литья или штамповки. Оно повышает точность отверстия.
Развертывание отверстий (рис. 1, г) выполняют после зенкеро-
вания, для устранения следов предшествующих операций. При об-
работке отверстий диаметром более 25 мм по 9-му квалитету точ-
5
ности и шероховатостью Ra = 0,63 мкм после сверла применяют
зенкер и развертку. Для обработки отверстий диаметром менее
25 мм после сверления используют только развертку. При изготов-
лении отверстий любого диаметра по 7-му квалитету точности и
шероховатостью Ra = 1,25 мкм применяют двукратное разверты-
вание.
Нарезание резьбы (рис. 1, д) производят метчиками после свер-
ления отверстия. Обычно для вывертывания метчика из заготовки
производят обратное вращение метчика (реверсирование). Исклю-
чениями являются «подающие» метчики (выпадающие из гнезда
шпинделя станка) и специальные гаечные метчики, у которых на-
резанные гайки перемещаются последовательно на гладкую часть
стержня метчика.
Зенкование (рис. 1, (?) применяют после сверления отверстий
для снятия фаски.
Цекование осуществляют для подрезки торцов бобышек заготов-
ки цековками (рис. 1, ж) или резцами (рис. 1, з).
В большинстве случаев на сверлильных станках применяют
стандартный режущий инструмент. При испсяпьзовании специаль-
ного инструмента можно существенно увеличить диапазон операций.
Так, например, на сверлильных станках можно производить рас-
катывание отверстий роликовыми и шариковыми раскатками. Эта
операция основана на пластических свойствах металла, дает воз-
можность получить в деталях из незакаленных сталей отверстия
7-го квалитета точности с конусообразностыо и овальностью до
0,02 мм, шероховатостью поверхности Ra = 0,32-^0,8 мкм. От-
верстие под раскатывание роликами обрабатывают разверткой,
зенкером или сверлом. Вырезку дисков из листового материала
Рис. 1, Сверлильные работы и рабочие движения при их выполнении
6
выполняют резцами (одним, двумя, четырьмя), установленными и
закрепленными в специальной оправке с направляющим стержнем.
Отверстия большого диаметра в сплошном материале получают
с помощью кольцевых сверл. При этом в стружку превращают не
весь металл в объеме отверстия. Кольцевое сверление уменьшает
время обработки, расход электроэнергии и режущего инструмента.
В условиях серийного и массового производства применяют ком-
бинированные режущие инструменты, дающие возможность сокра-
тить вспомогательное время, затрачиваемое на приемы, связанные
с переходом, и на смену режущего инструмента.
Отметим, что в рассмотренных операциях (рис. 1) главное дви-
жение 1 и движение подачи 2 получает режущий инструмент, об-
рабатываемая заготовка неподвижна.
Скоростью резания при сверлении считают окружную скорость
точки, наиболее удаленной от оси режущего инструмента, и опре-
деляют по формуле
ndn
V =-----,
1000
где d — диаметр режущего инструмента, мм; п — частота враще-
ния режущего инструмента, об/мин.
Подача — это величина перемещения сверла вдоль оси за один
его оборот или в течение минуты.
Классификация сверлильных и расточных станков. По клас-
сификатору станков, принятому в СССР, сверлильно-расточные
станки отнесены ко второй группе, внутри которой их делят на
типы: 1 —• вертикально-сверлильные; 2 — однощпиндельные полу-
автоматы; 3 — многошпиндельные полуавтоматы; 4 — координат-
но-расточные; 5 — радиально-сверлильные; 6 — расточные; 7 —
алмазно-расточные; 8 — горизонтально-сверлильные; 9 — разные
сверлильные.
Первая цифра в обозначении модели станка означает, к какой
группе отнесен станок, вторая — к какому типу, третья или третья
и четвертая цифра характеризуют размер станка или обрабатывае-
мой заготовки. Буква, стоящая после первой цифры шифра, озна-
чает, что данная модель станка модернизирована (улучшена).
Если буква стоит в конце, это значит, что на базе основной модели
станка изготовлен станок, который отличается от него.
Рассмотрим два примера. Станок мод. 2Н118 — вертикально-
сверлильный, с наибольшим условным диаметром обрабатывае-
мого отверстия, равным 18 мм. Станок улучшен по сравнению со
станками моделей 2118, 2А118. Станок мод. 2Н118А также верти-
кально-сверлильный, с диаметром обрабатываемого отверстия,
равным 18 мм, но он автоматизирован и предназначен для работы
в условиях мелкосерийного и серийного производства.
Кроме станков, изготовляемых серийно, станкостроительные
заводы выпускают много специальных станков. Эти станки, как
правило, обозначают условными заводскими номерами.
7
2. КОМПОНОВКА СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ
ПОСТРОЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ И ПОДАЧ
Любой металлорежущий станок состоит из отдельных сборочных
единиц (узлов), каждый из которых отвечает определенному назна-
чению. Корпусные детали составляют основу станка. К ним от-
носят станину, стойки, траверсы, колонны. Сборочная единица об-
рабатываемой детали —это стол, на котором устанавливают и за-
крепляют деталь. Сборочная единица режущего инструмента —
это шпиндельная бабка, сообщающая режущему инструменту вра-
щательное, а иногда и поступательное перемещение.
Под компоновкой станка понимают объединение и увязку от-
дельных сборочных единиц и механизмов в единое целое. Располо-
жить основные сборочные единицы станка необходимо так, чтобы
обеспечить удобное управление и наблюдение за работой станка
при выполнении заданного технологического процесса с учетом
физических возможностей рабочего (рост, сила, утомляемость и др.).
В зависимости от расположения шпинделей различают станки
горизонтальных, вертикальных, наклонных^ и комбинированных
компоновок (например, вертикально- и горизонтально-сверлиль-
ные, вертикально- и горизонтально-расточные станки). Компоно-
вочные решения существенно влияют на эксплуатационные каче-
ства станков (удобство расположения органов управления, доступ-
ность к местам смазки и регулирования, возможность быстрой и
удобной разборки станка для ремонта или замены износившихся
деталей, вопросы техники безопасности и технической эстетики).
Большое влияние на компоновочные решения оказывает техно-
логичность станка.
Компоновки вертикально-сверлильных станков. Эти станки
можно разделить на три группы: типа кронштейн, агрегат (или
подвижной моноблок) и пресс (неподвижный моноблок) (рис. 2).
Станки с компоновкой типа «кронштейн» (рис. 2, а) характерны
тем, что механизм главного движения 2 (коробка скоростей) пред-
ставляет собой самостоятельную сборочную единицу и расположен
на верхней части колонны 3. Шпиндель станка, механизм подач
(коробка подач) и механизм перемещения шпинделя расположены
в корпусе 1. Длительное время компоновка вертикально-сверлиль-
ных станков типа «кронштейн» считалась классической..
Вертикально-сверлильные станки агрегатной компоновки
(рис. 2, б) отличаются тем, что у них все механизмы, осуществляю-
щие вращательное и поступательное движения, объединены в свер-
лильной головке S с индивидуальным приводом. В станках средних
размеров сверлильная головка имеет только установочное переме-
щение по направляющим колонны, а движение подач, как и в стан-
ках типа «кронштейн», осуществляет шпиндель 4 станка. В тяже-
лых станках (с наибольшим условным диаметром обрабатываемого
отверстия более 50 мм) движение подачи сообщают всей головке,
а шпиндель имеет только вращательное движение.
8
Рис. 2, Компоновки вертикально-сверлильных станков
Агрегатная компоновка имеет следующие эксплуатационные
и конструктивные преимущества: а) размещаясь на одном корпусе,
все органы управления концентрируются в одной удобной для об*
служивания зоне; б) сравнительно легко можно создавать различ-
ные специальные модификации станков; в) сверлильную головку
можно установить на колонны и стойки любых конструкций с по-
мощью промежуточных плит. К существенным конструктивным до-
стоинствам следует отнести упрощение общего монтажа станка,
конструкции колонны, системы смазки и шпинделя. Такие станки
благодаря меньшей длине ведущей шлицевой части шпинделя об-
ладают увеличенной крутильной жесткостью. Такую компоновку
имеют сверлильные станки гаммы Н.
В станках с компоновкой типа «пресс» (рис. 2, в) коробка ско
ростей, коробка и механизмы подач, шпиндель и другие устройства
расположены в верхней части колонны, а вертикальное установоч-
ное перемещение имеет только стол. К достоинствам этой компо-
новки относят повышенную жесткость станка, однако такие стан
ки нетехнологичны.
Закономерности построения механизмов главного движения и
подач. Каждую технологическую операцию необходимо выполнять
с экономически выгодными режимами резания, обеспечивающими
максимальную производительность станка при заданных точности
и шероховатости обрабатываемой поверхности. Выбор режимов
резания зависит от многих факторов: режущей способности инстру-
мента, качества обрабатываемого материала, подачи, работы с ох
лаждением или без охлаждения и т. д. Следовательно, возникает
необходимость регулировать параметры резания, исходя из конк-
ретных условий обработки. При выборе скорости резания необхо
димо использовать таблицы, монограммы, формулы, которые учиты
9
вают влияние указанных факто ров на величину скорости резания и
дают возможность в каждом отдельном случае определить опти-
мальную скорость резания.
Для обработки на сверлильных станках деталей машин с раз-
ными диаметрами,отверстий и.режущим инструментом, с различны-
ми режущими свойствами, при большом числе технологических
операций для получения оптимальных, режимов резания необходи-
мо изменять частоты вращения шпинделя в пределах от мт1п
ДО ^тах' ‘ ’
Для сверлильных станков (с главным вращательным движе-
нием), при найденных предельных скоростях резания и известных
наибольшем и наименьшем диаметрах режущего инструмента, мож-
но написать ' '
_ 1000»тах . _ 100(Чшп
H;i:ax t ^min , ,
П“птгп ЯДщах
где remIn, nmax — наименьшая и наибольшая частоты вращения
шпинделя, об/мин; omln, %ах — наименьшая'и наибольшая скорос-
ти резания на станке, м/мин; dmtn, ДГ1ах — наименьший и наиболь-
ший диаметры рёжущего. инструмента, мм.
Отношение максимальной частоты вращения шпинделя к мини-
мальной Q — называют диапазоном регулирования частот
вращения шпинделя (диапазон регулирования).
С другой стороны,
° max ^max
" min ymin /.и
ИЛИ
Q =
где Q„ = — диапазон регулирования скоростей резания;
C-'nilti
Qd = — диапазон регулирования диаметров режущего инет-
румента.
Диапазон регулирования частот вращения шпинделя свидетель-
ствует о степени универсальности станка.
У некоторых сверлильно-расточных станков диапазон регули-
рования достигает величины 300. Так, например, у горизонтально-
расточного станка мод. 2Г635 Q = 312. В вертикально-сверлильных
станках Q = 16-4-44, а в радиально-сверлильных станках порядка
100. Специальные станки требуют значительно меньшей области
регулирования, У вертикального прецизионного расточного станка
мод. 278Н Q = 6. В мелких сверлильных станках, переносных и
ручных, без регулирования, работающих с постоянной частотой
вращения, диапазон регулирования равен единице.
Между наименьшей и наибольшей частотами вращения шпин-
деля промежуточные могут быть расположены бесступенчато
(плавно) или ступенчато (прерывисто). Применение бесступенча-
Ю
того регулирования частоты вращения дает возможность более
просто осуществить оптимальные режимы резания. С применением
бесступенчатого регулирования конструкция станка упрощается.
Его можно обеспечить электрическим, механическим и гидравли-
ческим способами..
В качестве электрического бесступенчатого привода применяют
электродвигатели постоянного тока, например, в координатно-
расточных станках мод. 2410, 2411, 2421, 2В440А, 2Д450. В рас-
точном станке мод. 2620В с помощью электродвигателя постоянного
тока бесступенчатого регулируют величину подачи. В качестве.ме-
ханического способа бесступенчатого регулирования применяют
различные конструкции вариаторов скорости. Однако механи-
ческие вариаторы скоростей сложны, не всегда обеспечивают пере-
дачу необходимой мощности, обладают небольшим диапазоном регу-
лирования, а также невысоким коэффициентом полезного действия
(КПД). В сверлильных станках эти вариаторы применяют чрезвы-
чайно редко.
Ступенчатое регулирование дает возможность установить ог-
раниченное число частот вращения (подачи) в заданных пределах.
По этой причине величина регулирования не всегда может быть ус-
тановлена оптимальной. Механизмы со ступенчатым регулирова-
нием компактны, просты и имеют более высокий КПД по сравнен'ию
с бесступенчатым регулированием.
Частоты вращения (подач) при ступенчатом регулировании мо-
гут быть расположены по геометрическому ряду.
Русский академик А. В. Гадолин в 1876 г. впервые доказал це-
лесообразность изменения частот вращения шпинделей в металло-
режущих станках по закону геометрической прогрессии. Геометри-
ческая прогрессия — это ряд чисел, в которых каждый’последую-
щий член получают умножением предыдущего на одно и то же чис-
ло, называемое знаменателем прогрессии. Например, ряд чисел,
1, 2, 4, 8, 16, 32... и т. д. представляет собой геометрическую про-
грессию со знаменателем, равным 2.
Допустим, что^адано: наименьшая частота вращения ряда,
наибольшая частота вращения пг ряда, число г скоростей (ступе-
ней) ряда и знаменатель геометрической прогрессии <р.
Тогда
п2 = пх <р;
п3 = ц2 ф = пх <р2
Пг = П,-1 ф = Л, ф7-1,
откуда
г~ 1 Г пг г— \ п г_| —.
<Р = 1/ — ИЛИ ф= |/ --------------— =4- W Q
|/ |/ У
п
Знаменатели геометрической прогрессии <р нормализованы.
Знаменатель геометрической «
прогрессии ф ,............. 4,06 1,12 1,26 1,41 1,88 1,78 2,0
Относительная потеря скорости _
резания 5 10 20 80 40 48 50
. Относительная потеря скорости резания До показывает, на
сколько процентов изменится скорость резания при переходе с од-
ной частоты вращения на другую (соседнюю) при одном и том же
диаметре режущего инструмента. Например, в радиально-сверлиль-
ном станке мод. 2А53 частота вращения шпинделя составляет ряд
50, 70, 100, 140..., что соответствует знаменателю геометрического
ряда ср — 1,41. В станках сверлильно-расточной группы величины
подачи располагают также по геометрической прогрессии.
Для стандартных значений знаменателя геометрической про-
грессии <р созданы нормальные ряды чисел (табл. 1).
Таблица 1
Нормальные десятичные ряды чЯсел
Знаменатель ряда . Знаменатель ряда
! ,06 1,12 1 ,26 1 ,58 1 , 78 I ,06 ) ,12 1,26 1,58 1 , 78
1,о 1,0 1,0 1,0 1,о 3,35
1,06 3,55 3,55
1,12 1,12 3,75
1,18 4 4 4 4
1,25 1,25 1,25 4,25
1,32 4,5 4,5
1.4 1,4 4,75
1,5 5 5 5
1,6 1,6 1,6 1,6 5,3
1,7 5,6 5,6 5,6
1,8 1,8 1,8 6
1,9 6,3 6,3 6,3 6,3
2 2 2 6,7
2,12 7,1 7,1
2,24 2,24 7,5
2,36 8 8 8
2,5 2,5 2,5 2,5 8,5
2,65 : 9 9
2,8 2,8 / 9,5
3,0 10 10 10 10 10
3,15 3,15 3,15 3,15
Каждое число ряда можно умножить или разделить на 10,
100, 1000... и получить необходимый ряд чисел. Эти нормальные
ряды чисел можно использовать при составлении родов подач,
мощностей, размеров и других параметров.
Для изменения скоростей резания служат коробки скоростей.
Частоты вращения шпинделя выбирают так, чтобы можно было бо-
лее полно использовать режущие способности инструмента.
12
Для определения частоты вращения шпинделя по заданной
скорости резания v и диаметру d сверла можно использовать рис. 3.<
Из точки, соответствующей принятой скорости резания, Проводят
горизонтальную линию, а из точки с отметкой выбранного диаметра
сверла — вертикальную. В точке пересечения указанных линий
определяют ближайшую ступень регулирования частоты вращения,
имеющуюся на данном станке. В нашем примере при диаметре свер-
ла d — 20 мм и скорости резания v = 20 м/мин необходимо работать
с частотой вращения сверла /г — 315 об/мин.
3. КИНЕМАТИЧЕСКАЯ'СХЕМА СТАНКА
Любой металлорежущий станок имеет несколько рабочих орга-
нов (шпиндельную бабку, стол и др.), которым необходимо сооб-
щать определенные согласованные движения. Источником движе-
ния в станках часто является асинхронный электродвигатель трех-
фазного тока. К рабочим органам движение передают с помощью
зубчатых колес, ременной передачи, винтовых пар, кулачков,
звездочек и др. Связь двух рабочих органов или рабочего органа
с электродвигателем называют кинематической цепью. Таким об-
разом, кинематическая цепь металлорежущего станка состои г
в общем виде из различных передач — ременных, зубчатых, чер-
вячных и др., расположенных в определенной последовательности.
Условные изображения основных элементов кинематических
цепей на схемах принимают по ГОСТ 2.770—68. Кроме условного
изображения передающих движение элементов, • на кииематиче-
в
I
Рис. 4. Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка
ской схеме указывают число зубьев зубчатых й червячных колес,
их модуль, число заходов червяков, шаги ходовых винтов, диа-
метры шкивов, мощностей и частоту вращения электродвигателей.
На рис. 4 приведена кинематическая схема вертикально-свер-
лильного станка с графическими пояснениями ' элементов схемы.
Расчетные перемещения исполнительных органов станка. Чтобы
получить необходимую геометрЛескую форму детали, необходимо
14
заготовке п режущему инструменту придать согласованные дви-
жения. Например, при обточке детали цилиндрической формы
шпинделю токарного станка (обрабатываемой детали) сообщают
вращательное движение, а суппорту (резцу) поступательное, так,
что за один юборот шпинделя суппорт переместится на заданную
величину подачи s (мм/об). Один- оборот шпинделя и перемещение
суппорта, равное заданной величине подачи s, принято называть
расчетными перемещениями, а время, за которое совершаются, эти
перемещения, — расчетным промежутком времени. За один оборот
шпинделя (сверла) сверло должно пройти вдоль своей оси заданное
расстояние s. Один оборот сверла и его перемещение за это время
тоже расчетные перемещения. В приведенных примерах расчет-
ным промежутком времени является период одного оборота шпин-
деля.
Рассмотрим порядок'Определения расчетных перемещений на
примере вертикально-сверлильного станка (см. рис. 4). Запишем
уравнения расчетных перемещений для определения величины
вертикальной подачи:
1 об. шпинделя — s мм/об
, ?з Zg Zin k
1 — — — — —‘ г13 = «ь
2g 2g 2ц 2|2
1 A A _Е1“. k „т 7 — с .
1 ---- 31Шр — 02,
^2 г11 г12
i Zi £7 2g 2|q k
1 -L-L-L _w_ — лтргй = 53,
г2 г8 гЯ -’ll -12
где zx — г13 — число зубьев зубчатых колес; k — число заходов
червяка; тр—модуль реечной передачи.
В случае, если промежуток времени известен, расчетные пере-
мещения можно записать так;
пдв об/мин-
' ^7
^шп! Al в >
43
гашпя=пдв -г-;
“4
пшпоб/мин;
_____ А ф
Ащй — Адв “Д-’
«в
- А_
АшЙ ^ДВ . •
U2
где пдв, пшп — частоты вращения двигателя и шпинделя, об/мин;
d\ —d3 — диаметры шкивов, мм.
Таким образом, разбираемая кинематическая схема вертикаль-
но-сверлильного станка имеет четыре частоты вращения шпинделя
(главное движение) и три величины подачи (движение подачи).
15
4. УНИФИКАЦИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ СТАНКОВ
СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНОЙ ГРУППЫ. ТИПОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
СВЕРЛИЛЬНО-РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
Основные параметры металлорежущих станков, в том. числе
сверлильно-расточных, изготовляемых по стандартам, удовлетво-
ряют нормальным или размерным рядам. Под размерным или нор-
мальным рядом понимают группу однотипных станков, состоящих
из унифицированных сборочных единиц и деТалей, но каждый из
этих станков предназначен для обработки деталей определенных
размеров. Например, исходным параметром вертикально-, и ради-
ально-сверлильных станков выбран наибольший условный диаметр
сверления в деталях из стали 45. Величины исходных параметров
выбирают из нормальных рядов предпочтительных чисел;
ГОСТ 1227—70 предусматривает ряд вертикально-сверлильных
станков из восьми наибольших условных диаметров сверления
(мм): 3, 6, 12, 18, 25, 35, 50, 75.
Исходные параметры сами по себе не дают полного представле-
ния о размерах станков, поэтому стандарты регламентируют и не-
которые другие размеры. Для вертикально-сверлильных станков
такими размерами, кроме наибольшего условного диаметра сверле-
ния, являются наибольший ход шпинделя, его вылет, наибольшее
расстояние от переднего конца шпинделя до стола и плиты, ширина
стола и размер конуса шпинделя. Такая жесткая регламентация раз-
мерных рядов и геометрических параметров дает возможность стан-
дартизации и нормализации сборочных единиц и деталей станков.
Отечественная станкостроительная промышленность изготовля-
ет металлорежущие станки пяти классов точности; Н — нормаль-
ной; П — повышенной; В — высокой; А — особо высокой; С —
особо точные станки.
Соотношение между величинами допусков при переходе. от
класса к классу для большинства показателей принято <р ^=. 1,6.
Для передачи движения от одного звена к другому применяют
механические, гидравлические и реже электрические передачи.
К наиболее широко применяемым механическим передачам
следует отнести ременную, зубчатую, червячную, передачу с по-
мощью муфт и др.
Ременная передача. На рис. 5, а показана передача, состоящая
из двух шкивов А и Б, установленных на расположенных-парал-
лельно валах и соединенных между собой плоскйм реМнем, При
вращении шкива А, вследствие натяжения ремня и возникновения
между шкивами и ремнем силы трения, будет вращаться и шкив Б.
Шкив А в этом случае называют ведущим, а шкив Б ведомым.
Оба шкива вращаются в одном направлении. Плоские ремни из-
готовляют из кожи, хлопчатобумажной ткани и'синтетичёскйх ма-
териалов. Кроме плоских широко применяют клиновые ремни,
которые позволяют улучшить сцепление ремня со шкивом, имею-
щим желобки соответствующего профиля. В сечении такие ремни
16
Рис. 5. Ременная передача
имеют трапецеидальный профиль (рис. 5, б), размеры которого стан'
дартизированы В зубчатой ременной передаче (рис. 5, в) ремень
и шкив зубчатые, поэтому проскальзывание ремня не происходит,
он не вытягивается, имеет высокую прочность за счет основного
несущего элемента (металлического или синтетического троса).
В металлорежущих станках ременную передачу применяют
чаще всего при передаче движения, непосредственно от электро-
двигателя.
Передаточное отношение i ременной передачи определяют как
отношение частоты вращения п2 ведомого вала и частоты вращения
ведущего:
. п, d,
I =—~ =.—
где dy, d2—диаметры ведущего'и ведомого шкивов.
Цепная передача (рис. 6). Движение от одного вала к другому
передают через две зубчатые звездочки и связывающую их гибкую
многозвенную цепь. Такие передачи устанавливают, когда валы
расположены друг от друга на значительном расстоянии, и при-
меняют в приводах механизма подач. Цепная передача состоит из
звездочек 1 и цепи 2, составленной Из наружных 3 и внутренних
4 звеньев, валика 5 и втулки 6. Ролик 7 уменьшает износ звездоч-
ки. В цепных передачах передаточное отношение t опреде ляют от-
ношением чисел зубьев звёздочек
I-
г2
где гь г2 — число зубьев ведущей и ведомой звездочек.
Зубчатые передачи. Эти передачи приведены на кинематический
схеме вертикально-сверлильного станка (см. рис. 4). Для передачи
вращательного движения между параллельными валами служат
колеса
?1 ?3 г7 ,
г2 ’ г4 ’ г6 ’ г8
между пересекающимися валами — конические колеса —;
?11 Ъ
между скрещивающимися валами — червячная передача —.
Передаточное отношение в зубчатых парах определяют по фор-
мулам
I = ...гт.; i =
2вм 2
где гвд, гвм — число зубьев ведущего и ведомого зубчатых колес;,
г — число зубьев червячного колеса.
Реечная передача. Эта передача служит для преобразования
вращательного движения в поступательное и наоборот. Перемеще-
ние s рейки на один оборот колеса в паре колесо — рейка опреде-
ляют по формуле
s — лтг,
где т — модуль колеса, и рейки, мм; г — число зубьев реечного
колеса.
Винтовая передача (рис..7). Другим механизмом для преобразо-
вания вращательного движения в прямолинейное служит винтовая
пара, винт 1 и гайка 2 (рис. 7, а). Вращательное движение можно,
придавать любому из звеньев пары. Если гайка неподвижна, то
вращается винт и, ввинчиваясь в гайку, движется прямолинейно.
Перемещение одного звена пары винт — гайка за один оборот
равно шагу Р винта.
18
a)
Рис. 7. Винтовая передача
В станках с программным управлением винт — гайку скольже-
ния (рис. 7, а) не применяют из-за зазоров в резьбе, большого коэф-
фициента трения и низкого КПД, заменяя ее на винтовую пару
качения (рис. 7, б). Канавки шарикового винта 1 и гайки 4 в осе-
вом сечении имеют полукруглую форму. Несколько витков канавки
плотно заполняют стальными шариками 2. В конце и в начале
гайки просверлены отверстия, соединенные друг с другом наруж-
ной трубкой 3, предназначенной для возврата шариков. При вра-
щении винта шарики, перекатываясь по канавке, попадают в одно
отверстие гаики и, проходя по трубке возврата, через второе от-
верстие снова возвращаются в винтовую канавку. Таким образом,
шарики непрерывно циркулируют в процессе работы передачи.
Как' правило, в шариковых парах применяют устройства для вы-
бора з'азоров и создания предварительного натяга. Использование
шариковых ходовых винтов увеличивает КПД примерно в 3—5 раз
по сравнению с обычными винтовыми передачами. При этом зна-
чительно уменьшается сила подачи, необходимая для перемещения
исполнительного органа станка.
В ‘ металлорежущих станках применяют постоянные, сцепные,
предохранительное, обгонные муфты.
Постоянные муфты Наиболее проста по конструкции втулоч-
ная муф'га (рис. 8, а), в которой крутящий момент от вала / к валу
II передают с помощью втулки / и шпонок 2 (или штифтов). Эта
муфта жесткая. Ее применяют в тех. случаях, когда постоянна пе-
редаваемая нагрузка. Для соединения такой муфтой двух валов их
необходимо точно устанавливать в вертикальной и горизонталь-
ной плоскостях. Нарушение этих условий приводит к прежде-
временйому йзнб.с'у подшипников, а иногда даже и к поломке
вадов. .. .
Муфты, приведенные на рис. 8, б и в, Допускают незначитель-
ное отклонение от соосности валов в работе. Амортизация ударной
нагрузки, передаваемой от полумуфты 1, расположенной на ва-
лу I, к полумуфте 2, установленной на валу II, осуществляется за
счет установки резиновых кблеа 3, надетых на пальцы. Вторая
19
муфта допускает несоосность между полумуфпти / и 2 за счет
промежуточного диска 3, который своими вцютув$мв ва торцах
входит в пазы полумуфт 1 и 2.
Сцепные муфты. Эти муфты применяют, для периодического сое-
динения двух валов. Сцепные муфты делят на кулачковые, зубча-
тые, фрикционные. На рис. 8, г показана кулачковая муфта. Для
передачи движения от вала I к валу // необходимо полумуфту 1
переместить вдоль вала и соединить ее с кулачками полумуфты 2.
На рис. 8, д приведена зубчатая муфта, состоящая из пблумуфт
1 и 2 с внутренними и наружными зубьями. Для передачи движения
от вала I к зубчатому колесу на валу II необходимо переместить
полумуфту 1 вправо до сцепления с другой полумуфтой.
В тех случаях, когда необходимо часто производить включение
и выключение какой-либо передачи, применяют фрикционные муф-
ты, в которых крутящий момент передается силами трения, воз-
никающими от действия осевой силы. Наиболее широко в метал-
лорежущих станках применяют многодисковые фрикционные муфты.
Многодисковая фрикционная муфта. Муфта состоит из двух по-
лумуфт в виде корпуса 1 и втулки 3 (рис. 8, е), диеков-и нажимного
Рис. 8. Муфты
20
механизма, В продольные пазы на внутренней поверхности кор-
пуса свободно входят выступы ведущих дисков 4, а в пазы на на-
ружной поверхности втулки 3 — выступы ведомых дисков 5. При
перемещении ползушки 2 по втулке нажимной механизм сживает
диски силой Р и тем самым создает между ними силы трения для
передачи вращательного момента. Фрикционные муфты допускают
включение при больших скоростях. Толщину стальных дисков
принимают равной 1,5—2,5 мм для масляных муфт и 2,5—5 мм
для сухих. Многодисковые фрикционные муфты имеют неболь-
шие габаритные размеры, что важно для быстроходных меха-
низмов.
На рис. 8, ж показана схема электромагнитной муфты. На
шлицевом валу 1 установлен стальной корпус 2 электромагнита,
в котором вмонтирована катушка 3, залитая карбинальным клеем,
допускающим работу муфты в масле. Токовыводящие концы ка-
тушки соединены: один с корпусом 2, другой с токоприемным
кольцом 4, установленным на изоляционной кольцевой подушке
5. Постоянный ток напряжением 6—24 В подводится щеткой 6
к токоприемнику 4. Внутренние фрикционные диски 7 посажены
на шлицах, как и корпус 2, а наружные диски 8 прикреплены
к поводку 9, соединенному с зубчатым колесом 12, свободно сидя-
щим на валу I. Между поводком 9 и дисками 7 и 8 расположены
два стальных кольца 10 и 11, сидящих свободно на валу и выпол-
няющих роль якоря. При включении тока кольца 10 и 11, намаг-
ниченные магнитным током катушки 3 притягиваются к корпусу
2 и сцепляют диски 7 и 8. Зубчатое колесо 12, сцепленное с муфтой,
начинает вращаться; вместе с валом 1.
Муфта обгона (рис. 8, з). Муфты обгона применяют, когда не-
обходимо одному и тому же валу сообщить две различные частоты
вращения. Обгонная муфта состоит из корпуса внешней полумуф-
ты 1 и внутренней полумуфты 2, сидящей на валу на шпонке 3.
У внутренней полумуфты выфрезерованы выемки для роликов 4,
отжимаемых подпружиненными штифтами. При вращении полу-
муфты 1 против Часовой стрелки ролики силами трения увлекаются
в суженную часть выемки и тем самым заклинивают обе полумуф-
ты, поэтому движение от одного вала передается другому. Валу,
на котором укреплена полумуфта 2, можно сообщить большую
частоту вращения в ту же сторону. При этом ролики выкатятся
на широкую часть.выемки, и полумуфты расклинятся.
Предохранительные муфты. В качестве предохранительной
муфты можно использовать многодисковую фрикционную муфту,
которую следует отрегулировать на передачу определенного кру-
тящего момента. При перегрузке диски пробуксовывают относи-
тельно друг друга.
На рис. 8, и показана пружинно-кулачковая муфта. Предельный
крутящий момент от вала передается зубчатому колесу 1 через
кулачковую муфту 2. Величину передаваемого крутящего момента
регулируют сжатием пружины 3 с помощью гаек 4. При пере-
21
Рис. 9. Подшипники качения и их условные обозначения:
1 — радиальный однорядный шарикоподшипник; 2 —радиальный однорядный роликопод-
шипник с короткими цилиндрическими роликами; 3— упорный однорядный шарикопод-
шипник; 4 — радиально-упорный однорядный роликоподшипник с коническими роликами;
а — конструктивное изображение; б — полуконструктивное изображение (упрощенно); в —
изображение с указанием типа подшипника; г — изображение подшипника без указания
• его типа
грузке кулачки полумуфт проскальзывают относительно друг
друга.
Валы и опоры. Валы в металлорежущих станках служат для
установки на них зубчатых колес, муфт, шкивов, для передач кру-
тящего момента с помощью шпонок, шлицевых соединений, штиф-
тов и др. Опорами для валов служат подшипники качения или
скольжения. Наиболее часто употребляющиеся типы подшипни-
ков и их условные графические обозначения приведены на рис. 9.
Подшипники качения состоят из нескольких основных частей:
колец (наружного и внутреннего), шариков (или роликов) и сепа-
ратора, отдаляющего шарики (или ролики) друг от друга.
22
Направляющие станков. Направляю-
щие прямолинейного движения представ-
ляют собой опоры призматической или
цилиндрической формы, обеспечивающие
прямолинейность перемещения столов,
суппортов, ползунов в заданном направ-
лении и воспринимающие действующие
на них силы. От точности их изготовле-
ния и износостойкости во многом зависит
работа станка. Направляющие металло-
Рис. 10. Типы направляю-
щих скольжения:
а — охватываемые; б — охва-
тывающие / — треугольные
симметричные; 2 — треуголь-
ные несимметричные: 3 —
прямоугольные; 4 — типа ла-
сточкина хвоста; 5—круглые
режущих станков бывают двух типов:
скольжения и качения.
Направляющие скольжения делят на
охватываемые (рис. 10, а) и охватываю-
щие (рис. 10, б). Охватываемые направ-
ляющие применяют чаще при медлен-
ных перемещениях по ним суппортов,
столов, бабок. На охватываемых направ-
ляющих плохо удерживается смазка,
но они проще в изготовлении. Охваты-
вающие направляющие более пригодны
для высоких скоростей перемещения, хо-
рошо удерживают смазку. Однако их не-
обходимо надежно защищать от попадания
стружки и загрязнения.
Наличие четырех плоскостей скольжения у направляющих
типа ласточкин хвост удобно тем, что дает возможность восприни-
мать силы во., всех направлениях.
В металлорежущих станках применяют направляющие качения
(рис. 11), где использовано трение, качения шариков или роликов
по закаленным направляющим (планкам) станины и стола или суп-
порта. Основные преимущества направляющих качения по срав-
нению с направляющими скольжения: более высокая точность
установки, отсутствие скачков при медленных перемещениях,
резкое уменьшение силы, необходимой на перемещение подвижной
сборочной единицы. Эти направляющие применяют в координатно-
расточных станках, в станках с программным управлением и др.
Рис. 11. Роликовые направляющие качения
23
5. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
Гидравлический привод в станках сверлильно-расточной
группы применяют в механизмах управления и для осуществления
вспомогательных движений. Основными преимуществами гидрав-
лических приводов являются следующие: возможность бесступенча-
того регулирования скорости; получение значительных сил при
сравнительно небольших габаритных размерах привода; простота
предохранения от перегрузок; самосмазываемость механизмов ицир
куляция масла, обеспечивающая долговечность движущихся дета-
лей; возможность автоматизации процесса обработки простыми
средствами; малые масса и объем, приходящийся на единицу мощ-
ности, по сравнению с электрическим приводом. Гидравлические
агрегаты обладают меньшей инерцией, чем электрические, они вы-
годно отличаются от последних быстротой срабатывания. Так,
например, время срабатывания гидрораспределителя с гидравли-
ческим приводом не превышает 0,01 с, тогда как. время срабатыва-
ния подобного гидрораспределителя, управляемого электромагни-
том, составляет 0,1 с. К недостаткам гидравлических приводов
относят: возможность утечки рабочей жидкости через уплотнения
и зазоры; проникновение воздуха в рабочую жидкость, изменение
свойств рабочей жидкости под влиянием давления и темпера-
туры.
В качестве рабочей жидкости в гидравлических приводах ис-
пользуют .минеральные масла различных марок: индустриальные
И-12-А и И-20А и турбинное Т22. Масло, поступающее в гидравли-
Рис. 12. Пластинчатый
фильтр
ческую систему механизмов станка, филь-
труют сетчатым или проволочным филь-
тром.
В системах смазки масло часто очи-
щают пластинчатыми фильтрами (рис. 12).
Загрязненное масло поступает в стакан
и, проходя через щели набора пластин,
очищается. Далее масло через набор пла-
стин и выходное отверстие попадает в гид-
росистему.
Гидравлический привод состоит из
насоса, преобразующего механическую
энергию в энергию потока жидкости,
гидродвигателя, преобразующего напор
жидкости в механическую работу, кон-
трольно-регулирурщего и распределитель-
ных устройств. Гидравлические приводы
делят на две группы: силовые цилиндры,
осуществляющие прямолинейное пере-
мещение рабочих органов станка, и гид-
ромоторы для передачи вращательного дви-
жения.
24
Регулирование скорости. Скорость поршня в силовом цилиндре
зависит от расхода жидкости:
Q
v=.— ,
F
где у — расход жидкости, см3/мин; F — эффективная площадь
цилиндра, см2.
Для изменения величины скорости при прямолинейном движе-
нии существует несколько способов, из которых наиболее широко
применяют объемный и дроссельный. При объемном способе регу-
лирования скорости расход жидкости в силовом цилиндре уста-
навливают насосом переменной производительности. В гидравли-
ческих системах, оснащенных насосом постоянной производитель-
ности, расход жидкости в цилиндре определяют настройкой дрос-
селирующего устройства (дросселя). Под производительностью
(объемной подачей) насоса понимают количество поданного масла
в единицу времени (мин).
В станкостроении применяют главным образом гидравлический
привод для прямолинейного движения с дроссельным регулиро-
ванием.
Техническая документация. На гидравлической схеме станка
показывают все основные составные части гидропривода и их взаи-
модействие. Элементы гидропривода на схеме изображают либо
в полуконструктивном виде, либо в виде условных обозначений
(символов). Первый вид дает возможность более наглядно предста-
вить конструкцию и взаимодействие элементов. При условном обоз-
начении все конструктивные элементы изображены в виде символов
с указанием направления потоков жидкости. Достоинством симво-
лического изображения является универсальность схем и простота
изображения.
Для условного обозначения каждого элемента гидросхемы стан-
ка предусмотрен определенный символ (ГОСТ 2.781—68).
Принципиальная схема гидравлического привода для прямоли-
нейного возвратнэ-поступательного перемещения рабочего органа
приведена на рис. 13. Масло из резервуара 1 через фильтр 2 насо-
сом 3 подается в систему и проходит через дроссель 5, гидрбрас-'
пределитель 6 в цилиндр 7. Дросселем регулируют скорость потока
жидкости в системе, а гидрораспределителегл 6 — направление
этого потока. В среднем положении гидр-эраспределитель 6 сое-
диняет обе полости цилиндра между собой, поэтому поршень 8 и
связанный с ним рабочий орган 9 неподвижны. При переключении
Гидрораспределителя 6 вправо масло поступает в левую полость
цилиндра, а оттуда на слив, в результате поршень и рабочий ор-
ган движутся вправо. Переключением гидрораспределителя 6
в правую позицию изменяют направление потока масла, поступаю-
щего в цилиндр, и тем самым реверсируют рабочий орган 9 станка.
От перегрузки систему предохраняет клапан 4, через который сли-
вают в резервуар излишки масла, подаваемого насосом.
25
Рис. 13. Гидравлическая схема для
прямолинейного возвратно-посту-
пательного перемещения рабочего
органа
Насосы. Для подачи жидкости
в гидравлическую систему стайка
применяют шестеренные, лопаст-
ные и поршневые насосы.
Шестеренный насос (рис. 14)
постоянной производител ьности
состоит из двух .цилиндрических
зубчатых колес — ведущего 1 и
ведомого 2, вращающихся в кор-
пусе 3. .Ведущее зубчатое колесо 1
закреплено на приводном валу и
получает вращение от электродви-
гателя или от другого привода. При
вращении колес в направлении,
указанном стрелками, в левой по-
лости зубья выходят из зацепле-
ния, и возникает разрежение. Мас-
ло под действием атмосферного
давления заполняет впадины ко-
лес (происходит всасывание), ув-
лекается ими и переносится в пра-
вую полость. Торцы зубьев и их
периферийная часть плотно подо-
гнаны к корпусу. В правой поло-
сти зубья входят в зацепление и
. выдавливают масло из впадин
в нагнетательный трубопровод. Иногда для увеличения плавности
работы насоса и равномерной подачи масла в систему применяют
винтовые или шевронные зубчатые колеса. Шестеренные насосы
применяют в гидроприводах зажима системы управления рабочими
органами, а также системы смазки станков.
Схема действия лопастного насоса постоянной производитель-
ности-приведена на рис. 15. В корпусе / смонтировано статорное
кольцо 2, внутренняя поверхность которого в сечении имеет спе-
Рис. 14. Шестеренный на-
сос
Рис. 15. Лопастный насос
26
Рис/ 16. Клапаны:
а — обратный; б —шариковый предохранительный; е— редукционный
циальный профиль. На приводном валу установлен ротор 3, в па-
зах которого размещены лопатки 4 (пластинки). Пазы наклонены
в радиальном направлении, чтобы не происходило защемления
лопаток. Лопатки шлифованные и притертые, по торцам ограниче-
ны боковыми дисками, прикрепленными к корпусу. При вращении
ротора в направлении стрелки лопатки под действием центробеж-
ной силы и давления масла, подводимого под их торцы, постоянно
прижаты к внутренней поверхности статорного кольца. Каждая
пара лопаток образует камеру, ограниченную поверхностями ро-
тора, статора и дисков, между которыми вращается ротор. В дисках
имеются каналы 5 и 7, соединенные со всасывающим трубопрово-
дом, а каналы 6 и 8 — с нагнетательным. При вращении ротора
на участке квадранта 1 лопатки выдвигаются из пазов, объем ка-
мер увеличивается, масло засасывается через канал 5. На уровне
квадранта // лопатки перемещаются к центру ротора, объем ка-
мер уменьшается, давление масла возрастает и оно вытесняется
в нагнетательный канал 6. Аналогично на участке квадранта 77/
происходит всасывание, а на участке квадранта IV — нагнетание.
Следовательно, за один оборот ротора дважды происходит всасы-
вание и дважды нагнетание. Такие насосы называют насосами двой-
ного действия. Камеры нагнетания и всасывания расположены
друг против друга, что дает возможность разгрузить опоры ротора
от радиального давления. Эти насосы обладают большой равно-
мерностью подачи рабочей жидкости. Их применяют в гидропри-
водах подач сверлильных, расточных и агрегатных станков,
а также в механизмах управления радиально-сверлильных станков.
Контрольно-регулирующие устройства. Для контроля и регу-
лирования количества масла, подаваемого в цилиндр, применяют
обратные, предохранительные, редукционные, переливные клапа-
ны, дроссели, реле давления, регуляторы скорости и др. Рассмот-
рим некоторые из них (рис. 16).
Обратный клапан 5 (рис. 16, а) предназначен для пропускания
потока масла только в одном направлении. К отверстию 8 корпуса
1 подводят масло. В корпус запрессована втулка 7 (коническое
27
седло). Пружина 3 упирается в крышку 2, которая соединена
с корпусом через прокладку 4. Под давлением масла клапан 9,
сжимая пружину, перемещается, вверх и пропускает масло через
кольцевую выточку 6 в корпусе и отверстие 10. При обратном
потоке масла клапан 5 плотно прижимается к седлу через четыре
радиальных отверстия 10 клапана.
Предохранительный клапан предназначен для предохранения
системы от перегрузок. При повышении давления масла выше до-
пустимого клапан открывается, и избыток масла сливается в бак.
Предохранительные клапаны изготовляют шарикового, поршнево-
го, тарельчатого, игольчатого и других типов.
На рис. 16, б показан шариковый предохранительный клапан.
Канал 1 соединен с трубопроводом гидросистемы. Пружина 5 да-
вит на наконечник 3, который шариком 4 закрывает канал 1. Уси-
лие пружины 5 регулируют поворотом резьбовой крышки 6 и на-
страивают на требуемую величину рабочего давления. При давле-
нии в гидросистеме выше установленного шарик преодолевает со-
противление пружины и открывает выход для масла из канала 1
в каналы 2, ведущие на слив в бак. При восстановлении установ-
ленного давления шарик пружиной вновь запирает маслопровод.
Редукционные клапаны предназначены для поддержания в гид-
равлических системах давления масла, сниженного по сравнению
с давлением, которое развивает насос. На рис. 16, в приведена
схема редукционного клапана. Масло под давлением рг подводят
по каналу 6 к золотнику 7 и через щель 5 в канал 4. Здесь клапан
работает в режиме дросселирования. Следовательно, давление
Ра < Pi уменьшается по мере уменьшения щели. От канала 4
масло через каналы# и 2 поступает под поршень 8. При увеличе-
нии давления рг увеличивается и давление р2 в трубопроводе 4
и под поршнем 8. Тогда поршень 8, сжимая пружину 1, перемес-
тится вверх. Щель 5 уменьшится, и давление стабилизируется.
Аналогично при понижении давления рг пружина 1 переместит
золотник 7 вниз, при этом увеличивается сечение щели 5, а дав-
ление масла рг вновь восстановится.
Между трубопроводами 3 и 2 имеется сужение, которое назы-
вают демпфером. Он гасит резкие колебания в системе благодаря
тому, что масло проводит через узкую часть трубопровода медлен-
нее, а поэтому давление, под поршнем 8 изменяется плавно, вызы-
вая тем самым плавное изменение щели 5.
Кроме приведенных клапанов в металлорежущих станках при-
меняют и многие другие. Подпорный клапан создает в системе про-
тиводавление с тем, чтобы удержать от вертикального падения
элементы станка, обеспечить плавное их движение. Клапан после-
довательности действия управляет последовательностью вступле-
ния в работу различных механизмов станка.
Дроссели предназначены для регулирования расхода масла
с помощью изменения проходного сечения щели в дросселе, а сле-
довательно, для регулирования скорости перемещаемого механиз-
28
14 13 (показан условно)
Рис. 17. Дроссель типа Г77-1
ма. По конструкции дроссели делят на игольчатые, канавочныс,
пластинчатые и щелевые.
Дроссель типа Г77-1, приведенный на рис. 17, состоит из сле-
дующих основных деталей: корпуса 5, передней крышки 4, задней
крышки 9, дросселя 6, лимба 2, уплотнения 14, шкалы 3. Масло
подводят в отверстия 13 или 7, затем масло проходит через щель
8 дросселя и отводное отверстие 12. В зависимости от углового
положения щели 11 относительно отверстия 13 проходное сечение
дросселя 6 меняется. При настройке дросселя для его поворота
отжимают гайку 1. Крайние угловые положения дросселя 6 фик-
сируют штифтом, входящим в дуговую канавку лимба. Утечки
масла сливаются через дренажное отверстие 10. Шкалу дросселя
градуируют в м/мин (скорость перемещения механизма).
Распределительные устройства. Гидрораспределители пред-
назначены для распределения потоков масла по трубопроводам.
Такое распределение осуществляют с помощью плунжера. Плун-
жер помещается в^корпусе и соединяет или перекрывает каналы,
по которым проходит масло.
Схема трехпозиционного реверсированного гидрораспределите-
ля приведена на рис. 18. В корпусе 10 имеются отверстия и выточ-
ки, которые перекрывают'плунжер 1. Масло от насоса поступает
через отверстие 5 в расточку 6. Отверстия 4 и 7 связаны трубопро-
водами с правой (ППЦ) и левой (ЛПЦ) полостями цилиндра. От-
верстие 11 соединено с,трубопроводами слива. При среднем поло-
жении плунжера 1, как это показано на рисунке, расточки 2, 3,
6, 8, 9 сообщаются, и масло через расточки 2 и 9 направляется в от-
верстие 11 на.слив в бак. Рабочий орган станка неподвижен.
При перемещении плунжера 1 влево расточки 2 и 3 соединяются
со сливом, а. расточка 9 закрывается. Масло от насоса через от-
верстие 5 поступает в расточки 6 и 8 через отверстие 7 в правую
полость цидиндра. Из левой полости цилиндра масло через отвер-
29
стие 4 направляется в корпус 10 и через расточки 3 и 2 поступает
на слив. Рабочий орган станка движется справа налево.
При перемещении плунжера 1 вправо будет закрыта расточка
2, а расточка 9 открыта, расточки 3 и 6’ соединены. Масло от насоса
поступает в расточку 3 и через отверстие 4 в левую полость ци-
линдра. Из правой полости цилиндра масло через отверстие 7,
расточки 8 и 9 идет на слив через отверстие 11. Рабочий орган
станка движется слева направо.
Перемещение плунжера осуществляют вручную, электриче-
ским или гидравлическим способом. При ручном управлении
(рис. 18, б) плунжер 1 перемещают в крайние положения рукоят-
кой 2 с фиксаторами. -В среднем положении плунжер золотника
удерживают пружинами -3, при этом обе полости цилиндра соеди-
нены со сливом. Электромагнитное управление движением плун-
жера 1 (рис. 18, в) осуществляют от двух электромагнитов 2.
Магниты включаются и выключаются от конечных переключате-
лей, нажимаемых упорами.
Гидравлическое управление (рис. 18, а) производят с помощью
гидрораспределителя управления (пилота) или крана, подающих
масло под правый или левый торец плунжера. Масло для управле-
ния движением плунжера подают по трубопроводам 4 и 5, в кото-
рых установлены демпфирующие устройства, состоящие из дрос-
селей 2 и обратных клапанов 3. Демпферы создают плавность пере-
ключения плунжера. Например, при подаче масла от гидрораспре-
делителя управления в трубопровод 5 открывается обратный кла-
пан 3, и масло поступает в левую полость гидрораспределителя.
Однако он сразу не переместится вправо, так как обратный кла-
пан 3 справа закрыт, а правый дроссель 2 не дает возможности
маслу вылиться сразу из правой полости (масло должно пройти
через дроссель). То же происходит при подаче масла в трубо-
провод 4.
Рис. 18, Схемы управления реверсивными гидрораспределителями
30
Цилиндры имеют поршень с односторонним или двусторонние?
штоком. Скорости прямого и обратного хода поршня с двусторон-
ним штоком (рис. 18, <5) одинаковы при условии, что в правую и
левую полости цилиндра подается одинаковое количество масла.
Масло, подаваемое насосом, давит на поршень, перемещая его
и жестко связанный с его штоком элемент станка.
Скорость v движения поршня зависит от расхода масла
(см3/мин), подаваемого в цилиндр, и площади поршня F (см2).'
где г = -i—------D — диаметр поршня, см; а — диаметр
штока поршня, см.
Скорость прямого и обратного хода поршня с односторонним
штоком различна (рис. 18, е)_.
Скорость прямого хода vt равна vr — , где F — .
Скорость обратного хода
гае
Управление отдельными элементами в гидравлической системе
собирают в одном месте и такое устройство называют гидравли-
ческой панелью. Это уменьшает габаритные размеры, упрощает
монтаж гидравлического привода и дает возможность создавать
унифицированные агрегаты.
ГЛАВА ВТОРАЯ
вертикально-сверлильные станки
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Вертикально-сверлильные станки широко применяют во всех
отраслях машиностроительной промышленности, как в ремонтно-
мехайических мастерских, так и в крупных механических цехах
заводов. Вертикально-сверлильные станки можно разделить на
несколько групп: 1) универсальные, специализированные, спе-
циальные; 2) автоматические, полуавтоматические, автоматизи-
рованные, с программным управлением, с механической и ручной
подачей; 3) одношпиндельные, многошпиндельные, многоколон-
ные; 4) нормальной и повышенной точности.
Одношпиндельные вертикально-сверлильные станки:
а) настольные станки для обработки отверстий диаметром 3,6
и 12 мм, применяемые в приборостроении (рис. 19, а) с подачей
шпинделя вручную;
31
б) станки на колонне (основной и наиболее распространенный
тип) для обработки отверстий (рис. 19, б) диаметром 18, 25, 35,
50 и 75 мм, им присущ недостаток, что для совмещения осей обра-
батываемого отверстия и инструмента необходимо перемещение
деталей относительно инструмента (вручную).
Базовыми являются обычные универсальные вертикально-
сверлильные станки мод. 2Н118, 2Н125, 2Н135 и 2Н150. Они пред-
назначены главным образом для работы в условиях единичного
производства, где коэффициент загрузки составляет не менее 50%.
Универсальные автоматизированные станки мод. 2Н118А,
2Н125А, 2Н135А и 2Н150А предназначены для мелкосерийного
и серийного производства. Эти станки наряду с обычным ручным
могут работать в полуавтоматическом и автоматическом циклах
движения шпинделя, благодаря чему они хорошо приспособлены
для многостаночного обслуживания.
Многошпиндельные сверлильные станки делят в основном на
две группы:
а) станки с постоянными шпинделями (рис. 19, в), имеющими
одну общую станину, на которой установлен ряд стоек. На каждой
стойке имеется шпиндель с отдельным электроприводом. На станке
можно обрабатывать (последовательно) одно и то же отверстие раз-
личными режущими инструментами, постепенно перемещая деталь
вдоль стола станка;
б) станки с переставными шарнирно соединенными шпинделя-
ми (рис. 19, г). Станки с переставными шпинделями дают возмож-
ность устанавливать их независимо один от другого, в соответствии
с расположением отверстий, которые необходимо просверлить
в заготовке.
Комплекс работ на сверлильных станках состоит из следую-
щих элементов: установка, совмещение оси сверла и отверстия;
закрепление заготовки, а при наличии нескольких отверстий в за-
готовке ее перемещение; управление режимами резания; установка
частоты вращения режущего инструмента, величины подачи; вклю-
Рис. 19. Типы вертикально сверлильных станков
32
чение и выключение подачи сверла,
электродвигателей главного движения
и охлаждающей жидкости; открепление
и съем обработанной детали; уборка
стружки.
2. ВЕРТИКАЛЬНО СВЕРЛИЛЬНЫЙ
СТАНОК МОД. 2Н135
На рис. 20 приведен общий вид вер-
тикально-сверлильного станка мод.
2Н135. Поперечное сечение колонны 7
представляет собой коробчатый прямо-
угольник, передняя сторона которого
является направляющей для перемеще-
ния сверлильной (шпиндельной) бабки 1
и стола 5. Стол перемещают по направ-
ляющим колонны вручную, с помощью
винтового механизма, маховичком 6.
Стол станка имеет три Т-образных паза,
ширина рабочей поверхности выполнена
по ГОСТ 6569 — 70. Внутри колонны
размещается грузовой противовес. В
сверлильной головке расположены ме-
Рис. 20. Общий вид верти-
кально-сверлильного стайЯа
мод. 2Н135
ханизм главного движения, управляе-
мый с помощью рукоятки 2, и штур-
вал 3 для управления механизмом по-
дач сверлильного шпинделя 4. Колон-
на станка прикреплена к фундаментной плите 8 (основанию).
В этой плите размещается бак для эмульсии, которая подается
электронасосом 9.
Техническая характеристика станка мод. 2Н135
Наибольший условньйг диаметр сверления, мм . , . . , Л 35
Размер конуса Морзе шпинделя............... 4
Вылет шпинделя, мм- . ........... 300
Наибольший ход шпинделя, мм ...............250
Расстояние от конца шпинделя до стола, мм:
наименьшее................................. 30
наибольшее ........................... 750
Размеры рабочей поверхности стола (ширинаХдлина), мм , , 450X500
Ход стола, мм ......................300
Число скоростей шпинделя ........... 12
Частота вращения шпинделя, об/мин:
наименьшая ............. • 31,5
наибольшая.............. 1400
Число подач шпинделя 9
Подача шпинделя, мм/об:
наименьшая 0,1
наибольшая............................ ^ 0,6
Мощность электродвигателя главного движения, кВт 4 ,
2 Зак. 76
33
Кинематическая схема станка приведена на рис. 21.
Главное движение. Шпиндель станка получает вращательное
движение от электродвигателя М (N = 4 кВт, п = 1450 об/мин).
С вала / на вал // движение передается через постоянную пере-
30
дачу . На валу // расположен тройной передвижной блок с ко-
4:0
Рис. 21. Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка
мод. 2Н135
лесами 25-30-35, которые
сцепляются соответственно
с колесами 35-30-25, сидящи-
ми на валу III. С вала III
на вал IV движение пере-
35
дается через передачи да и
15
а с вала IV на вал V че-
25
рез постоянную передачу
□и
и далее на втулку V/ шпин-
15
деля VII через передачи
50 -г ,
и да. 1аким образом шпин-
делю сообщают 12 различных
скоростей вращения, распо-
ложенных по геометрической
прогрессии со значением <р=
= 1,41.
Рис. 22. График частот вращения шпин-
деля вертикально-сверлильного станка
мод. 2Н135
Напишем для примера уравнение кинематической цепи глав
ного движения для наибольшей частоты вращения шпинделя;
1/1ЕЛ 30 35 35 25 50 _
nmax= 1450 —;— -------------------л; 1400 об/мин.
45 25 35 50 25
Эти скорости можно проследить по графику частот вращения шпин
деля (рис. 22). Изменение направления вращения шпинделя осу
ществляют реверсированием электродвигателя.
Движение подачи. Движение подачи передается от втулки
VI через передачу,^ на вал V1H, с которого с помощью передачи
19 ,v
движение передается на вал IX, на котором находится сколь-
зящий блок 16-31-45. От блока движение передается через колеса
45-31-16, обеспечивая валу X три скорости. С вала X на вал XI
36 31 26 ~
движение передают через передачи да, да, да. Следовательно, ча-
ZO О1 оО
стоту вращения вала XI можно изменить 9 раз за время одного
оборота шпинделя VII. С вала XI через муфту Л4П движение пере-
дают на вал XII и через червячную передачу при включенной
муфте Л42 на вал XVII, на котором установлена реечная шестерня
с числом звеньев 13 (т = 3 мм), которая находится в зацеплении
с рейкой втулки шпинделя станка.
2*
35
Найдем наименьшую и наибольшую величины подач шпинделя
за один его оборот:
,34 19
Оm 1 n — 1 ———- -
60 54 45
. 34 19 45
Smax- 1— — —
16 £®—— 3-13л « 0,1 мм/об;
36 60
2L_!_3-13n--= 1,6 мм/об.
26 60
Станок имеет девять .подач: 0,1; 0,14; 0,2; 0,28; 0,4; 0,56; 0,8;
1,12; 1,6, расположенных по закону геометрической прогрессии
со знаменателем прогрессии <р » 1,41.
Вертикальное перемещение стола осуществляют вручную вра-
16
щением вала XV через коническую передачу на ходовой винт
XV/.
Перестановку шпинделей бабки осуществляют вручную пе-
редачей вращения от вала XIII через червячную передачу^ на
вал XIV, на котором закреплена реечная шестерня г = 14.
Передача на лимб отсчета глубины обработки. От вала' XII
через червячную передачу движение передается на вал XVII,
13
а затем через передачу с внутренним зацеплением ggна вал XVIII
и лимб.
Коробка скоростей, На рис. 23 показана коробка скоростей
вертикально-сверлильного станка мод. 2Н135. Вертикально рас-
положенные валы коробки смонтированы на шариковых подшип-
никах, что снижает потери на трение в опорах. Коробка скоростей
построена по принципу множительной структуры 3x2x2 =
86
Рис. 24. Механизм подач вертикально-сверлильного станка мод. 2Н135
— 12. Это означает, что при любой скорости вращения шпинделя
в передаче движения участвует одинаковое число зубчатых колес.
Следовательно, недостатком конструкции этой коробки скоростей
является то, что на высоких частотах вращения шпинделя возни-
кают повышенные потери на трение. Чтобы избежать этого, при-
меняют коробки скоростей сложенной структуры. Сущность сло-
женной структуры состоит в том, что в передаче движения для по-
лучения высоких частот вращения шпинделя участвуют не все
элементарные,коробки, а только те из них, которые обеспечивают
передачу высокий скоростей шпинделя по короткой кинематиче-
ской цепи.
Механизм подач (рис. 24). От девятискоростной коробки подач
через муфту 19, кулачковую предохранительную муфту 20, чер-
вяк 21 движение передают на свободно сидящее на валу 4 червяч-
ное колесо 17. Соединение червячного колеса 17 с валом 4, а также
поворот вручную этого вала происходят следующим образом.
Подвод шпинделя к заготовке осуществляют вручную вращением
штурвала 7. От кулачков полумуфты 13 штурвала вращение пере-
дается на вал 4 посредством ступицы 8, сидящей на шлицах вала
4 и снабженной торцовыми кулачками. Как только сверло достиг-
нет заготовки, крутящий момент на валу 4 возрастет настолько,
что не сможет быть передан кулачками ступицы 8 и штурвала 7,
поэтому ступица 8 начнет перемещаться влево вдоль вала 4 до
тех пор, пока торцы кулачков (детали 8 и 13) не встанут напротив
37
друг друга. В этот момент кулачки полумуфты 13 повернутся
свободно на валу 4 на 20° (угол 20° ограничен пазом на полумуфте
13 и штифтом 11). На ступице 8 установлен двусторонний крановый
диск 15, связанный со ступицей собачками 14. При перемещении
ступицы 8 по шлицам вала 4 зубья диска 15 входят в зацепление
с зубьями второго диска 16, прикрепленного к червячному колесу
17. Так передается вращение от червяка 21 червячному колесу 17,
а следовательно, и валу 4, от которого и происходит механичес-
ская подача шпинделя.
. При вращении штурвала с включенной механической подачей
собачки 14, сидящие в ступице 8, проскакивают по зубьям внутрен-
ней стороны диска 15, вследствие чего происходит опережение меха-
нической подачи. Ручное включение подач штурвалом осуществляют
поворотом его в обратную сторону на 20° относительно реечного
вала 4, при этом зуб полумуфты 13 встанет против впадины ступицы
8. Благодаря наклону зубьев дисков 15 и 16 и пружины 9 •ступица
8 смещается вправо и разъединяет диски, и, следовательно, механи-
ческая подача прекращается. При нарезании резьбы подачу шпин-
деля можно осуществить вручную. Для этого Необходимо выклю-
чить штурвалом 7 механическую подачу, а затем колпак 12 перемес-
тить вдоль оси вала влево. При этом штифт 10 передаст крутящий
момент от кулачковой полумуфты 13 на реечный вал 4.
Для отсчета глубины сверления служит лимб 1. Он установлен
на барабане, который с помощью зубчатых колес 2 и 3 кинематичес-
ки связан с реечным валом 4. На барабане лимба имеется круговой
Т-образный паз для установки кулачков автоматического реверса
шпиндедя и отключения подачи с использованием указателя лимба
18.
Ручное перемещение сверлильной головки по вертикальным на-
правляющим станины осуществляют с помощью червяка 22, чер-
вячного колеса 6 и реечного колеса 5.
Механизм переключения частот вращения в коробке скоростей
станка мод. 2Н135 приведен на рис. 25. Им управляют с помощью
рукоятки 1, имеющей четыре фиксированных положения по окруж-
ности и три вдоль оси поворота рукоятки для осуществления 12
скоростей шпинделя станка. Поворотом рукоятки 1 приводят во
вращение ступицу 6 и далее через пару зубчатых колес — вал 14,
установленный в корпусе 10 на игольчатых подшипниках. Ступица 6
также установлена на игольчатых подшипниках во фланце 8, кото-
рый закреплен в корпусе сверлильной головки. На валу 14 смонти-
рован двусторонний торцовый кулачок 12, в пазы которого входят
два ролика с осями, закрепленными на рычагах 11 и 13. Эти рычаги
смонтированы на осях и с помощью камней 20 и 21 соединены со
штангами 18 и 19, на которых закреплены валки, охватывающие пе-
редвижные блоки 15-50 и 35-42 (см. рис. 21).
Для перемещения тройного блока зубчатых колес 25-30-35
(см. рис. 21) валику 17 сообщают поступательное перемещение сле-
дующим образом. В ступице 6 расположен валик 17, соединенный
38 /'
с рукояткой 1 штифтом 4. На правом конце валика 17 имеется коль-
цевая проточка, в которую входит палец 16 рычага 15. Камень
рычага 15 соединен со штангой 9, на которой закреплена вилка,
охватывающая переключаемый тройной зубчатый блок. При поворо-
те рукоятки 1 на оси 3 валик 17 перемещается поступательно и
с помощью рычага 15 приводит в движение штангу 9 и тройной блок
колес. Положение рукоятки / при переключении скоростей фикси-
руют два рычажных фиксатора 5 и 22. Каждую штангу фиксируют
шариками. Необходимые скорости устанавливают по таблице с по-
мощью указателя /, который поворачивается вместе со ступицей 6.
При осевом перемещении рукоятки 1 указатель 7 выдвигается собач-
кой 2, а возвращается в исходное положение пружиной. Аналогич-
ный механизм однорукоятного управления применяют в универ-
сальных станках мод. 2Н118, 2Н125, 2Н150, а также в механизмах
подач.
3. СВЕРЛИЛЬНЫЕ ПАТРОНЫ И ВТУЛКИ
Из числа применяемых приспособлений на универсальных свер-
лильных станках рассмотрим только те, которые применяют для
закрепления режущего инструмента на станке.
Режущий инструмент на станках закрепляют: а) непосредствен-
но в посадочном коническом отверстии шпинделя; б) с помощью
промежуточного устройства между шпинделем станка и инструмен-
том в виде патронов и приспособлений разных конструкций. Концы
39
Рис. 26. Втулки, вставляемые в
шпиндель станка
шпинделей универсальных свер-
лильных, расточных и координат-
но-расточных стандартизованы.
Конические посадочные отвер-
стия у шпинделей для установки
в них и закрепления режущих ин-
струментов с коническими хвосто-
виками, а также приспособле-
ния выполняют согласно ГОСТ
2.847—67, применяя инструмен-
тальные конусы Морзе и метри-
ческие.
Втулки. На рис. 26, а показа-
но непосредственное закрепление
сверла в коническом отверстии
шпинделя, удерживаемого силой
трения. Кроме того, инструмент
имеет лапку, которая' входит в паз
шпинделя. В том случае, когда режущий инструмент имеет кони-,
ческий хвостовик малых размеров, необходимо пользоваться пере-
ходными коническими втулками (рис. 26, б). Втулки центрирую-
тся в отверстии шпинделя (или одна в другой) коническими по-
верхностями. Для передачи крутящего момента на втулках, так
же как и у хвостовиков инструмента, делают лапку, которая за-
ходит в продолговатый паз отверстия шпинделя или соответствую-
щий паз переходной втулки.
Для закрепления сверл, зенкеров, разверток и других инстру-
метрв, имеющих цилиндрический хвостовик, применяют разрезные
втулки (рис. 26, в). Наружную посадочную поверхность таких вту-
лок выполняют конической (по станку), а внутреннее гнездо под
инструмент — цилиндрическим.
Патроны являются более универсальными приспособлениями,
чем втулки, дающие возможность быстрее и надежнее закреплять
инструмент.
Рассмотрим некоторые конструкции патронов, применяемых на
сверлильных станках (рис. 27).
Самоцентрирующие сверлильные патроны. Призматические
втулки 2 и 3 двухкулачкового патрона, расположенные в корпусе
1, перемещают винтом 4, имеющим правую и левую нарезки и квад-
ратное отверстие под ключ (рис. 27, а). При вращении ключа с по-
мощью винта кулачки сближаются или расходятся, что дает возмож-
ность закрепить или освободить режущий инструмент.
Сверлильный трехкулачковый патрон (рис. 27, б) состоит из
корпуса 2, втулки 3, кулачков 6 и кольца 4. На верхней части ку-
лачков нарезана резьба, которая соединена с резьбой на кольце
4, запрессованном bq втулке 3. Эту втулку при закреплении сверла
вначале вращают вручную, а затем ключом 5, на конце которого
имеется шестерня, зацепляющаяся с зубьями торца втулки 3. Клю-
40
Рис. 27. Сверлильные кулачковые патроны с ключом
чом поворачивают втулку, и тем самым кулачки 6 перемещаются,
их концы сближаются, центрируют и зажимают инструмент, а при
обратном вращении рукоятки 5 происходит освобождение сверла.
Для установки в шпиндель станка патроны имеют конический хвос-
товик 1.
Сверлильные патроны с ключом имеют ряд недостатков: необ-
ходимость применения ключей для закрепления и раскрепления ирг
струмента, быстрый износ резьбы и кулачков, сравнительно малую
степень точности центрирования инструмента, ослабление силы за-
крепления инструмента во время его работы, сложность изготов-
ления. .
Сверлильные трехкулачковые бесключевые патроны (рис. 28)
предназначены для закрепления сверл и других инструментов
с диаметром хвостовика от 2 до 12 мм. Патроны дают возможность
закреплять инструмент рукой без ключа, хорошо центрируют инст-
румент и надежно удерживают его при работе.
Корпус / патрона имеет на наружной поверхности накатку.
Между корпусом и втулкой 6 установлена обойма 3, в трех пазах
ее под углом 120° расположены три кулачка 2. В Т-образные пазы
головки винта 5 входят Т-образные головки кулачков. Винт соеди-
нен с втулкой 8 левой резьбой. При вращении корпуса 1 по часовой
Рис, 28. Трехкулачковый бесключевой сверлильный патрон ]
41
стрелке вместе с ним вращается обойма 3 с кулачками. Кулачки
своими торцами передают вращение на винт 5, вывинчивая его из
втулки 8, благодаря этому происходит смещение кулачков в осевом
направлении. Кулачки, перемещаясь по внутренней конической по-
верхности корпуса, сближаются и производят зажим инструмента.
Во время работы винт 5 стремится вывинтиться под воздействием
момента силы резания, увеличивая тем самым силу, а следовательно,
надежность закрепления инструмента. Для уменьшения силы тре-
ния при закреплении или раскреплении инструмента между буртика-
ми втулок 8 и 6 размещены шарики 4 (32 шарика диаметром 2,5 мм).
Для смены инструмента корпус 1 вращают против часовой стрел-
ки, при этом винт 5 ввинчивается во втулку 8 и Т-образнымй паза-
ми головки тянет кулачки 2, освобождая инструмент. Кольцо 7,
запрессованное на втулке 8, удерживает патрон при закреплении и
раскреплении инструмента. Патрон имеет хвостовик 9, который за-
прессован в отверстии втулки 8.
Цанговые сверлильные патроны (рис. 29). Их чаще используют
для закрепления сверл -с цилиндрическим хвостовиком малого диа-
метра. Патрон состоит из корпуса / с хвостовиком, цанги 2 и гайки
3. Цанга располагается в отверстии корпуса и к'онусом сопрягается
с конусной фаской отверстия. Цанговые патроны надежно закреп-
ляют инструмент и хорошо центрируют его, если диаметр хвостови-
ка инструмента соответствует отверстию цанги.
Быстросменные патроны. При обработке деталей, в которых не-
обходимо последовательно выполнять сверление, зенкерованиё, раз-
вертывание, нарезание резьбы
Рис. 29. Цанговый
сверлильный пат-
рон
Рис. 30. Быстро-
сменный патрон с
ведущими шарика-
ми .
и т. д., приходится часто ме-
нять режущий инструмент,
на что затрачивают много
времени. Для сокращения
времени на смену инструмен-
та применяют быстросменные
патроны, дающие возмож-
ность быстро заменить ин-
струмент и в ряде случаев без
остановки вращения шпинде-
ля. Известны быстросменные
патроны с ведущими шари-
ками, е ведущим штифтом и
поводковые.
На рис. 30 приведен быст-
росменный патрон с ведущи-
ми шариками, применяемый
для легких работ. Конструк-
тивно он прост и допускает
смену инструмента без оста-
новки шпинделя станка.
Корпус патрона закрепляют
хвостовиком 1 в шпинделе станка. В ци-
линдрическом отверстии корпуса расположе-
на сменная втулка 6 с гнездом для инстру-
мента. Вращательное движение от корпуса
патрона втулке передают два шарика 4, нахо-
дящиеся в поперечных гнездах корпуса. Для >,
замены втулки 6 с режущим инструментом
приостанавливают вращение обоймы 3, взяв ее
за рифленую поверхность, и поднимают
обойму вверх до упора в пружинное кольцо
2, заложенное в паз корпуса. Перемещение
обоймы 3 вниз ограничено вторым пружин-
ным кольцом 5.
Плавающие (самоустанавливающиеся) па-
троны для разверток.
Плавающие патроны для закрепления
в них разверток следует применять при
обработке отверстий с точностью до 9-го
квалитета и выше, так как жесткое за-
крепление не обеспечивает получения точ-
ных отверстий. Самоустанавливающиеся
патроны обеспечивают возможность пере-
мещения инструмента при работе для до-
л-д
Рис. 31. Плавающий
патрон для закрепле-
ния разверток'"
стижения скорости инструмента и обрабатываемого отверстия.
Конструктивно различают три типа патронов: а) качающиеся,
дающйе возможность развертке устанавливаться под некоторым
углом к оси шпинделя; б) плавающие, допускающие перемещения
развертки в направлении, перпендикулярном ее оси, и самоустанав-
ливаться в отверстии; в) качающиеся и плавающие, позволяющие
осуществлять развертке в одинаковой степени угловые смещения н
смещения в направлении, перпендикулярном оси шпинделя станка.
На рис. 31 приведен плавающий патрон, дающий возможность
совместить оси инструмента и обрабатываемого отверстия.
Корпус 1 патрона с коническим отверстием под инструмент раз-
мещен в выточке хвостовика 2, которым патрон крепится в шпин-
деле станка. Во фланце корпуса запрессованы два штифта 6, на ко-
торых надеты втулки 4. Такие же два штифта 10 запрессованы на
двух диаметрально противоположных отверстиях торца хвостовика
2; на штифтах 10 надеты втулки. Между фланцами корпуса и тор-
цом хвостовика расположено поводковое кольцо 3, в четырех гнез-
дах его расположены шарики 5, передающие осевую нагрузку через
фланец корпуса на торец хвостовика. Поводковое кольцо имеет так-
же четыре паза, в которые входят втулки штифтов 6 к 10. В процессе
работы патрона крутящий момент от хвостовика 2 к корпусу 1 пе-
редается через штифты 10, поводковое кольцо 3 и штифты 6.
Поджим фланца корпуса к торцу хвостовика осуществляют гай-
кой 11; Между гайкой и фланцем корпуса для уменьшения трения
43 .
установлены шарики 7, расположенные между двумя кольцами 8.
Втулка 9 на корпусе предохраняет патрон от загрязнений. Конструк-
ция патрона исключает перекос инструмента и допускает смещение
корпуса 1 с инструментом в плоскости, перпендикулярной оси вра-
щения, на величину до 1,5 мм.
Патроны для метчиков. Различают два способа нарезания резь-
бы — самозатягиванием и с принудительной подачей метчика. При
самозатягивании нет принудительной подачи, при которой метчик
перемещается в направлении подачи под действием сил самозатяги-
вания. Этот способ применяют при работе на небольших станках,
у которых при отключении привода подачи шпиндель легко переме-
щается. Крепление метчика выполняют жестким. На крупных стан-
ках при самозатягивании возникают большие силы сопротивления
движению, поэтому прибегают к принудительной подаче метчика.
При нарезании резьб с принудительной подачей возникает несов-
падение подачи шпинделя и шага нарезаемой резьбы. Поэтому обя-
зательным является применение компенсирующих патронов. Кон-
струкция этих патронов обеспечивает метчику при нарезании резьбы
некоторую независимость осевого перемещения.
При нарезании резьб в глухих отверстиях или в деталях из труд-
нообрабатываемых материалов возникает реальная опасность пере-
грузки и поломки инструмента из-за его упора в дно нарезаемого от-
верстия, затупления, защемления стружкой и т. п. Поэтому при-
меняют предохранительные самовыключающиеся патроны, которые'
настраивают на допускаемую величину крутящего момента. Эти па-
троны автоматически выключаются, как только момент сил сопро-
тивления превышает установленный момент. В тех случаях, когда
Рис. 32. Жесткое
крепление метчика
Рис. 33. Пружинно-кулачковый
патрон для закрепления метчи-
ков
ось метчика трудно совместить с осью отверстия, например при на-
резании резьбы в отверстиях крупных деталей на радиально-свер-
лильных станках,. применяют плавающие самоцентрирующие пат-
роны. На тех станках, которые не имеют обратного вращения шпин-
деля, метчик крепят с помощью предохранительных реверсивных
патронов.
Рассмотрим две конструкции патронов.
Простейший патрон 1 для жесткого стопорения метчика 2 пока-
зан на рис. 32. Отверстие в патроне выполняют по диаметру хвосто-
вика метчика. Жесткое крепление метчиков в ряде случаев целесо-
образно выполнять в быстросменных патронах с переходными втул-
ками.
Пружинно-кулачковый патрон для нарезания резьб в глухих
отверстиях приведен на рис. 33. Как обычно, хвостовиком 1 патрон
крепится в шпинделе станка. Внизу хвостовика расположена втулка
10 с гнездом для установки метчика и с винтом 11 для его крепления.
В гнездах втулки 10 находятся три шарика 8, которые входят в коль-
цевую канавку хвостовика и тем самым‘фиксируют положение втул-
ки в осевом направлении. Штифтом 12 на втулке закреплена нижняя
полумуфта 9, кулачки которой входят в зацепление с кулачками
верхней .полумуфты 7, установленной в средней части хвостовика
на шпонке 6, и пружина 5 находится под натяжением. Натяжение
пружины создают гайкой 2, которую фиксируют винтом 3 через про-
кладку 4.
Кроме рассмотренного выше, имеются патроны предохранитель-
. ные быстросменные, предохранительные компенсирующие и др.
4. ОСНАСТКА СПЕЦИАЛЬНЫХ СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ
Основные сведения о специальных сверлильных станках при-
ведены по данным Стерлитамакского станкостроительного завода
им. В. И. Ленина. Значительную часть специальных вертикально-
сверлильных станков этого завода выпускают налаженной на об-
работку заданных деталей в условиях массового и крупносерийного
производства. Обычно эти станки оснащают многошпиндельными
головками с общей -для всех шпинделей минутной подачей за счет
перемещения сверлильной головки в осевом направлении. Каждый
шпиндель может вращаться с необходимой скоростью согласно вы-
полняемой операции. Специальные сверлильные станки имеют ком-
поновки агрегатного типа, и их проектируют и изготовляют на ос-
нове базовых моделей (мод. 2Н135Б, 2Н150Б и 2Г175Б), унифици-
рованных с серийно выпускаемыми вертикально-сверлильными
станками, с широким использованием нормализованных сборочных
единиц и деталей.
Для осуществления заданного технологического процесса на
специальных станках применяют специальные наладки. К их числу
относят поворотные и перекатные столы, детали многошпиндельных
головок и приспособлений и ряд других, в том числе многопозицион-
45
ные поворотные столы, дающие возможность последовательно вы-
полнять операции сверления, зенкерования, снятия фасок и др.
Рассмотрим некоторые из этих приспособлений.
Нормализованные поворотные столы изготовляют с диаметром
планшайбы 400, 800 и 1000 мм и числом позиций 2—8. Для гидрофи-
цированных станков разработаны гидравлические поворотные столы.
Поворотный стол мод. МС-800, На рис. 34 приведена кинемати-
ческая схема поворотного стола мод. МС-800 (диаметр планшайбы
800 мм), широко применяемого на специальных станках.
Делительный поворот стола осуществляют от электродвигателя
15, зубчатые колеса 16, червячную передачу, к червячному колесу
которой прикреплен криволинейный кулачок 13, несущий палец 6,
от которого поворачивается мальтийский крест с четырьмя пазами
и далее через сменные колеса А и Б приводится во вращение план-
шайба 4. Поворот стола на одну позицию происходит за оборота
мальтийского креста 20. 1 Л 1
Напишем расчетное уравнение цепи поворота стола: ,
А 4 „ г
откуда g- = —, где г — число позиции стола. »
Стол поворачивают на упорном подшипнике в приподнятом по-
ложении на величину 0,5—0,8 мм. Подъем и зажим планшайбы про-
Рис. 34. Кинематическая схема поворотного
стола мод. МС-800 ... ---
изводят с помощью пнев-
матического цилиндра 7.
Стол снабжен автоматичес-
ким воздухораспределите-
лем 3 для зажима и отжи-
ма установленных в при-
способлениях деталей.
Сжатый воздух к распре-
делителю подают из блока
подготовки воздуха 8 че-
рез центральную ось 5 и
зажимную ось 12. При
повороте стола воздух по-
ступает в нижнюю полость
цилиндра 7 и перемещаясь
вверх, поднимает план-
шайбу 4. При этом кулачок
10 рычага И воздействует
на переключатель 9, от ко-
торого и последует коман-
да на включение электро-
двигателя 15. От электро-
двигателя через зубчатую
передачу 16 вращение пе-
редается кулачку 13, кото-
рый воздействует на дово-
дящий фиксатор 17 с по-
46
A-A
Рис. 35. Схема инструментальной наладки специального сверлильного
станка
мощью рычажной системы 14, освобождая путь фиксаторным
штырям 1 с роликами 2. Палец 6 входит в паз мальтийского
креста, начинает поворот планшайбы. Доводочный фиксатор
посредством толкателя 18 воздействует на микропереключатель
19. В конце поворота планшайбы фиксаторный штырь с роликом
нажимает на скос фиксатора 17 и, утопив его в гнездо, проходит даль-
ше. Упорный фиксатор под действием пружины возвращается в ис-
ходное положение, а палец поводка выходит из паза мальтийского
креста.
Криволинейный кулачок рассчитывают так, что как только ры-
чажная система 14 попадает в его выемку, фиксаторный штырь
с роликом должньцлройти упорный фиксатор 17. Доводящий фикса-
тор с помощью пружины быстро выходит из гнезда, ловит фиксатор-
ный штырь с роликом, доводит его на малый угол против часовой
стрелки и прижимает к лыске упорного фиксатора. Поворот план-
шайбы закончен. Толкатель 18 входит в выемку доводящего фикса-
тора, освобождая микропереключатель 19, который дает команду
на отключение электродвигателя. Воздух подается в верхнюю по-
лость цилиндра зажима планшайбы. Кулачок 10 на рычаге 11 воз-
действует на конечный переключатель 9, последний дает команду
на подвод сверлильной головки. Цикл поворота стола закончен.
Инструментальная наладка. Схема инструментальной наладки
специального сверлильного станка приведена на рис. 35. Кондуктор-
ную плиту 9 связывают со шпиндельной головкой скалкой 1. Для
повышения точности обработки плиту фиксируют двумя или тремя
фиксаторами 8. В процессе обработки плиту устанавливают на фик-
47
саторы, а движением подачи шпиндельной головки сжимают пру-
жину 10. При различной длине режущих инструментов'применяют
переходные оправки 2, которыми с помощью гаек 3 регулируют
длину инструмента.
Некоторые инструменты должны самоустанавливаться по имею-
щимся отверстиям, поэтому применяют плавающие оправки. Мет-
чик закреплен в цанговом патроне 7, а плавающая часть патрона
вместе с цангой связана с копирным винтом 4 через муфту 6 и шари-
ковый подпятник 5.
Многопозиционная обработка детали. Схема многопозиционной
обработки детали, в которой необходимо нарезать резьбу, приведена
на рис. 36. На поворотном столе МС-800 установлено шестиместное
пневматическое приспособление, и на станке одновременно обраба-
тывают пять деталей. Следовательно, необходимо станок оснастить
пятишпиндельной головкой. Отметим, что сверление, зенкерование
и нарезание резьбы осуществляют одновременна, а цекование и
зенкерование фасок — в конце указанных операций на жестком
упоре при выключенной цепи подачи шпиндельной головки.
Общий вид специального вертикально-сверлильного станка при-
веден на рис. 37. К шпиндельной бабке 1 базового станка присое-
динена шпиндельная головка 3. Резьбонарезной шпиндель приводят
Рис. 36. Схема многопозиционной об-
работки для нарезания резьбы в де-
тали:
/ — загрузка заготовок; 2 — сверление от-
верстия; 3 — цекование: 4 — зенкеррвание
отверстия; 5 — зенкерование фаски; 6 — на-
резание резьбы
Рис. 37. Специальный вертикально-1;
сверлильный станок
10,
9
8
48
во вращательное движение от отдельного электродвигателя 2. На
скалках 4 смонтирована на пружинах кондукторная плита 5, кото-
рую в нижнем положении фиксируют тремя фиксаторами. Зажимные
приспособления, закрытые кожухом 7, установлены на планшайбе
поворотного стола. Они получают сжатый воздух от блока подготов-
ки воздуха 9. Смазочно-охлаждающую жидкость из емкости в фун-
даментальной плите подают электронасосом 8. С правой стороны
станка расположен электрошкаф 10, к которому прикреплен пово-
ротный пульт управления 6. Станок' обеспечивает производитель-
ность 70—90 дет/ч при нарезании резьбы М14 X 16,5. Время пере-
хода от одной позиции к другой поворотного стола 5,7 с.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
На радиально-сверлильных станках выполняют те же техноло-
гические операции, что и на вертикально-сверлильных, а именно:
сверление отверстий в сплошном материале, рассверливание и зен-
керование предварительно просверленных отверстий, зенкование
торцовых поверхностей, развертывание отверстий, нарезание внут-
ренней резьбы метчиками.
С помощью специальных инструментов и приспособлений на ра-
диально-сверлильных станках можно растачивать отверстия, канав-
ки, вырезать отверстия большого диаметра в дисках из листового
материала, притирать точные отверстия цилиндров, клапанов
и т. д. Как видно из перечня технологических операций, радиально-
сверлильные станки являются универсальными. Основное назначе-
ние их —обработка отверстий в крупных деталях в условиях еди-
ничного и мелкосерийного производства.
Принципиальное отличие от вертикально-сверлильных станков
состоит в том, чтб при работе на них приходится перемещать обра-
батываемую деталь относительно сверла, в радиально-сверлильных
станках, наоборот, сверло перемещают относительно обрабатывае-
мой детали. Это сделано не случайно, так как при обработке тяжелых
деталей на их установку, выверку и закрепление требуется больше
времени, чем на подвод сверла.
Шпиндель радиально-сверлильного станка легко можно переме-
щать как в радиальном направлении, так и по окружностям различ-
ных радиусов. Это дает возможность сверлить отверстия в любой
точке участка детали, ограниченного двумя концентрическими сек-
торами окружностей: одна из них образована радиусом наибольше-
го, а другая — наименьшего вылета шпинделя при круговом вра-
щении рукава относительно колонны станка, -
' 49
Благодаря своей универсальности радиально-сверлильные станки
находят широкое применение — от ремонтного до машиностроитель-
ных цехов крупносерийного производства.
В промышленности применяют много различных типов радиаль-
но-сверлильных станков. Приведем некоторые из них (рис. 38).
В настенном радиально-сверлильном станке отсутствуют плита
и колонна (рис. 39, а). Эти станки применяют для обработки сталь-
ных конструкций и прокатного или листового материала. Крупные
котлы и резервуары обрабатывают на них с механическим верти-
кальным перемещением рукава.
Радиально-сверлильный станок общего назначения показан на
рис. 39, б. Обрабатываемую заготовку устанавливают на плите или
на столе. Шпиндель станка занимает вертикальное положение и мо-
жет перемещаться в трех направлениях: вокруг оси колонны, по
радиусам этой окружности и вертикально — вдоль своей оси.
На рис. 38, в показан радиально-сверлильный станок с колонной,
перемещающейся по направляющим станины. Та.кие станки предназ-
начены для обработки тяжелых труднотранспортируемых и громозд-
ких деталей.
Радиально-сверлильный станок (рис. 38, г) может быть смонти-
рован на самоходной тележке, которая перемещаётся с помощью
электропривода по нормальной железнодорожной колее.
На рис. 38, д показан радиально-сверлильный переносный ста-
нок, применяемый для обработки отверстий в крупных корпусных
г) .
Рис. 38. Типы радиально сверлильных станков
50
стальных и чугунных отливках. Такие станки широко применяют
в тяжелом машиностроении, на судостроительных заводах.
Перемещение колонны по станине, вертикальное и горизонталь-
ное перемещение рукава осуществляют механически. Зажим колон-
ны, рукава и салазок на станине производят гидравлически.
Радиально-сверлильные станки имеют широкий диапазон час-
тот вращения и большое число скоростей шпинделя и механических
подач при высокой мощности главного привода. Вспомогательное
время при работе на радиально-сверлильных станках достаточно
велико. Для его уменьшения станки снабжают механизмами с ми-
нимальным временем переключения частот вращения шпинделя и
изменения величины подачи. Органы управления станком сосредо-
точивают в одном месте — на сверлильной (шпиндельной) головке.
Включение и реверсирование вращения шпинделя осуществляют
многодисковой фрикционной муфтой, а изменение скоростей и по-
дач — гидравлическим преселективным управлением. Система
предохранительных устройств исключает поломки станка вследст-
вие его перегрузки.
В СССР принят размерный ряд радиально-сверлильных станков
по наибольшему условному диаметру сверления: 35, 50, 70 и 100.
Им соответствуют модели станков 2М53, 2М55, 2М57 и 2М58. Кроме
того, выпускают переносные широкоуниверсальные (с поворотной
головкой) и другие станки, построенные на базе указанных радиаль-
но-сверлильных станков.
2. РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 2М55
Компоновка станка. Общий вид радиально-сверлильного станка
мод. 2М55 дан на рис. 39. Основанием станка является фундамен-
тальная плита 1, на которой укреплен цоколь 2. Рукав станка 3
со сверлильной (шпиндельной) головкой 5 смонтирован на колонке
и может перемещаться по ней с помощью механизма подъема 4,
установленного на верхнем'торце колонны. Управление станком
осуществляют с пульта 6. Сверлильная (шпиндельная) головка
выполнена в виде отдельного агрегата, в котором смонтированы сле-
дующие элементы: коробка скоростей и подач, механизм подач,
шпиндель с противовесом, механизм управления 6 коробкой ско-
ростей и подач и др. Ее вручную перемещают по направляющим.
В нужном положении шпиндельную головку фиксируют механизмом
зажима. В фундаментальной плите имеется бак, установлена насос-
ная установка для подачи охлаждающей жидкости к режущему
инструменту. На фундаментальной плите расположен стол 7 для
закрепления и обработки на нем заготовок небольшого размера.
Если деталь имеет большие размеры, то ее закрепляют на плите.
Все органы управления станком сосредоточены в одном месте
на сверлильной головке, удобном для рабочего, на рис. 40 даны их
обозначения.
51
Станок имеет преселективное управление скоростями шпин-
деля и подач, что приводит к снижению вспомогательного времени,
связанного с обслуживанием станка.
Техническая характеристика радиально-сверлильного станка мод. 2М55
Наибольший условный диаметр сверления, мм . . > 50
Вылет шпинделя, мм...........................................410—1600
Расстояния от торца вертикального шпинделя до фундаменталь-
ной плиты, мм................................................. 450—1600
Наибольшее горизонтальное перемещение сверлильной головки по
рукаву, мм..............................,....................1190
Наибольшее вертикальное перемещение:
шпинделя . . . . . . . . , . ... . 350
рукава по колонне ................................ ...... 800
Число скоростей шпинделя............................ ...... 21
Частота вращения шпинделя, об/мин . , . . . . . 20—2000
Число ступеней механических подач ........ 12
Подачи шпинделя, мм/об....................................... 0,056—2,5
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт . -5,5
На рис. 41 приведена кинематическая схема радиально-сверлиль-
ного станка мод. 2М55, состоящая из четырех кинематических це-
пей: главного движения, движения подач, вертикального переме-
щения рукава и горизонтального перемещения сверлильной головки
по рукаву.
Главное движение. От электродвигателя МТ (N =.5,5 кВт,
33
п = 1450 об/мин) через постоянную зубчатую передачу ™ движение
ЗУ
передается на вал / коробки скоростей, на котором смонтирована
фрикционная муфта, предназначенная для пуска шпинделя, его
реверсирования и предохране-
ния от перегрузки. Фрикцион-
ная муфта состоит из двух полу-
муфт: верхней, обеспечивающей
прямое вращение шпинделя, и
нижней — для вращения шпин-
деля в обратном направлении.
29 33
С вала I через передачи или
ЗУ зъ
движение передается на вал II,
с которого через трехскорост-
й /16 22 22\
ную коробку движе-
Рис. 39. Радиально-сверлильный ста-
нок мод. 2М55
ние передается на вал III, а с
16 37
него через передачи или gg
на вал IV. С вала IV движение
передается втулке V, на которой
установлены два колеса 30 и 65
/ 48 13\ „
(через передачи — или — 1. Под-
52
Рис. 40. Расположение органов управления:
1 — рукоятка ускоренного подвода шпинделя и включения механической подачи; 2— кноп-
ка включения упора устройства для настройки глубины сверления; 3 — фиксатор блоки-
ровки механизма подачи при нарезании резьбы; 4 — кнопка отжима сверлильной головки;
5 — кнопка отжима колонны и сверлильной головки; 6 — кнопка зажима колонны и свер-
лильной головки; 7— рукоятка для соединения лимба с механизмом подачи; 8— рукоятка
точной настройки лимба на глубину сверления; 9 — указатель нагрузки; 10 — рукоятка на-
тяжения пружины; // — сигнальная лампа предварительного набора скоростей и подач;
12— кнопка управления^-подъемом рукава; 13 — кнопка отключения шпинделя от короб-
ки скоростей; 14 — рукоятка предварительного набора скоростей; .15 — кнопка пуска глав-
ного двигателя; 16 — кнопка управления опусканием рукава и остановкой его при подъеме;
;7 — рукоятка предварительного набора подач; 18 — кнопка «Общий стоп»; 19 — рукоятка
управления пусковой реверсивной муфтой и переключением скоростей подач; 20 —выклю-
чатель механической подачи; 21 — рукоятка включения подачи; 22 — маховичок тонкой
ручной подачи шпинделя; 23 — кран включения охлаждающей жидкости
вижная втулка V и шпиндель VI имеют шлицевые соединения.
Коробка скоростей имеет 2x3x2x2 = 24 частоты вращения,
но три из них совпадают, поэтому станок имеет 21 частоту вращения,
расположенную по геометрической прогрессии с <р — 1,26 в интер-
вале от 20 до 2000 об/мин.
Напишем уравнение кинематической цепи главного движения
для наибольшей частоты вращения шпинделя
33 33 29 37 48 олпл л, ,
«max = 1450 ------------------SS 2000 об/мин.!
39 35 37 28 30 1 J
53
Как образуются другие скорости, можно проследить по графи-
ку частот вращения шпинделя (рис. 42).
Движение подачи. Со шпинделя VI посредством постоянной
передачи движение передается на вал VII, на котором располо-
жен тройной блок зубчатых колес, обеспечивающий три скорости
валу VIII через передачи д- С вала VIII на вал IX дви-
22 38
жение можно передать через передачи или Следовательно,
вал IX имеет шесть частот вращения, которые можно передать
непосредственно на вал X через кулачковую муфту или через
перебор gg. Вал X имеет 12 частот вращения. Далее включением
муфты М2 приводятся во вращение вал XI, червячная передача
вал XIV, реечная передача г = 12, модуль т = 4 мм.
Напишем уравнение кинематической цепи для наименьшей вели-
чины подачи
, 33 17 22 18 17 1 1Г) . nne5 , ,
smin = I -------------------12 • 4л « 0,056 мм/об. шп.
54 48 44 49 50 58
Рис. 41. Кинематическая схема радиально-сверлильного станка
-Ч мод. 2М55 ---
Рис. 42. График частот вращения шпинделя радиаль-
но-сверлильного станка мод. 2М55
Напишем уравнение кинематической цепи для наибольшей ве-
личины подачи:
. *33 27 38 1 . о _ ,,
Smax— 1 — — —— —— 12-4л да 2,5 об/ММ. шп.
( оо
Подачи станка образуют геометрический ряд с <р = 1,41 в ин-
тервале от 0,056 до 2,5 мм/об.
Ускоренное ручное перемещение шпинделя. Это перемещение
осуществляют перемещением пиноли шпинделя рукояткой А.
За один оборот рукоятки Л шпиндель переместится на 1 • 12- 4 л да
да 150 мм/об.
Медленное ручное перемещение шпинделя. Это перемещение
осуществляют от маховичка В через червячную передачу За
Оо
один оборот маховичка В шпиндель переместится на 1^ 12 • 4л да
да2,6 мм/об.
55
Перемещение сверлильной головки по рукаву. От рукоятей А
движение передается на рейку, укрепленную на рукаве. За один
оборот рукоятки А сверлильная головка переместится по рейке
на 1^24 • 3 j. == 50 мм.
24
Вертикальное перемещение рукава. От электродвигателя М2
(N = 2,2 кВт, п = 1440 об/мин) движение передается через две
22 16
пары зубчатых колес и на ходовой винт с шагом Р = 6 мм.
Скорость вертикального перемещения рукава v может быть под-
считана по уравнению кинематической цепи
v = 1440 -55-6 = 768 мм/мин.
45 88
Изменение направления перемещения рукава производят ре-
версированием электродвигателя.
Для более полного понимания работы радиально-сверлильного
станка рассмотрим подробно некоторые основные элементы. Это не-
обходимо, так как на базе станка мод. 2М55 создаст радиально-свер-
лильные станки мод. 2М55Ф2 с программным управлением, которые (
в конструктивном отношении мало отличаются.
3. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНОГО
СТАНКА МОД. 2М55 ’
Плита, цоколь, колонна (рис. 43). Фундаментная плита 1 пред-
ставляет собой отливку жесткой конструкции с продольными и
поперечными ребрами. На поверхности плиты расположены Т-
образные пазы для закрепления на ней обрабатываемых загото-
вок или специальных приспособлений.
_ К плите болтами 12 прикреплен чугунный цоколь 5, в котором
на роликовых подшипниках 3 и 10 установлена колонна 6 (труба
из закаленной стали). Подшипник 10 не имеет внутреннего коль-
ца, беговая дорожка для роликов выполнена на колонне. Подшип-
ник 3 смонтирован на конической шейке фланца 2 и затягивается
гайкой 4.
Конусное кольцо 11 прочно насажено на трубе и предназна-
чено для зажима колонны. При затягивании винтовой пары меха-
низма зажима конусное кольцо вместе с колонной переместится
вертикально вниз относительно стойки 9 на величину 0,3—0,5 мм
и плотно прижимается к конусному гнезду цоколя, осуществляя
таким образом зажим колонны.
Стойка 9 соединена с цоколем 5 фланцем 2. В верхней части
к стойке 9 приварен стержень 7, который проходит внутри винта
механизма зажима 8 и соединяется с ним гайкой. Таким образом,
стойка 9 со стержнем 7 соединяет механизм зажима колонны а
цоколем и воспринимает вес поворотных частей станка при освобож-
дении колонны с конусным кольцом и приподнимается относитель-
56
Рис. 43. Цоколь и колонна станка
но цоколя. Сквозь стойку прохо-
дит электрокабель от вводного
автомата к токоподводящему уст-
ройству для питания подвижных
и поворотных частей станка.
Гидравлический зажим колон-
ны (рис. 44). Механизм зажима
колонны (рис. 44, а) расположен
в корпусе 3 редуктора механизма
подъема рукава, который соединен
с колонной 2. Стойка / соеди-
нена с цоколем. Полый винт 5
уложен на стойке 1 в упорных
подшипниках 13 и укреплен гай-
кой 12. Винт 5 соединен с биметал-
лической гайкой-шестерней 7. Зуб-
чатый венец ее выполнен из стали,
а резьбовая часть — из бронзы.
Эта гайка-шестерня 7 установлена
в корпусе 14 на конических роли-
ковых подшипниках 4 и 8.
Гайка-шестерня 7, рабочий 15
и вспомогательный 16 плунжеры
смонтированы в корпусе 14. Кор-
пус 14 соединен с корпусом 3
редуктора винтами 6. Полый винт
5 имеет вверху зубчатый венец 9,
который соединен с внутренним зубчатым венцом фланца 10 и
винтами 11, связан с крышкой и через нее с корпусом 14. Полый '
винт 5 не сможет повернуться относительно корпуса 14 во время
работы механизма.
Рабочий плунжер 15 перемещается в цилиндре при подаче мас-
ла под давлением через отверстия в крышках. На плунжерах на-
резаны рейки, которые при перемещении плунжера вращают гай-
ку-шестерню 7. При повороте ее в направлении по часовой стрелке
происходит зажим колонны, поворот против часовой стрелки вы
зывает освобождение колонны.
При зажиме колонны в механизме происходят следующие пере-
мещения: гайка-шестерня поворачивается по часовой стрелке;
поскольку винт 5, не имеющий осевого перемещения, удерживается
от поворота фланцем 10, то гайка-шестерня 7, перемещаясь вниз
по резьбе полого винта, увлекает за собой через корпус 14 корпус 3
и колонну 2. При перемещении колонны вниз связанное с ней
конусное кольцо входит в' конусное гнездо цоколя и надежно тор-
мозит колонну. При вращении против часовой стрелки гайка —
шестерня приподнимает колонну и освобождает конусное кольцо
’ колонны.
57
' На рис. 44, б приведена принципиальная гидравлическая схе-
ма, обеспечивающая зажим колонны.
Цилиндр 8 плунжера зажима колонны диаметром D = 50 мм
получает питание от лопастного насоса 2, приводимого во вра-
щение электродвигателем М. Масло к насосу поступает из резер-
вуара через сетчатый фильтр 1 и по трубопроводам 3 и 10, затем
в реверсивный гидрораспределитель 5, управляемый электромаг-
нитом 6, и далее по трубопроводу 7 направляется под торец плун-
жера 8. Из другой полости цилиндра масло идет на слив через ре-
версивный гидрораспределитель 5 по трубопроводу 9. Необходи
мое давление в гидравлической системе поддерживают предохра-
нительным клапаном 11 с переливным гидрораспределителем.
На трубопроводе 3 имеется штуцер 4 для подключения манометра,
контролирующего давление в системе.
Коробка скоростей шпинделя станка (рис. 45). На валу 1 рас-
положена многодисковая фрикционная муфта, обеспечивающая
пуск, реверсирование шпинделя и предохранение привода от пере-
грузки. Муфта также является важным звеном в системе преселек-
тивного управления переключением частот ’вращения шпинделя
и величин подач. Фрикционная муфта состоит из двух полумуфт:
верхней, обеспечивающей прямое вращение шпинделя, и нижней —
для вращения шпинделя в обратном направлении. Обе полумуф-
ты сидят на валу 1. От электродвигателя через зубчатую передачу
9 и 10 движение передается на вал 1. В корпусе 11 расположены
опоры зубчатых колес 9 и 10.
На шлицах вала укреплены шайбы 15 и 23 и ведущие элементы
14 и 22 муфты, несущие на себе ведущие диски. Между ведущими
дисками расположены ведомые, снабженные выступами, которыми
они заходят в пазы ведомых чашек 16 и 25. Диски выполнены из
53
Рис. 45. Коробка скоростей привода шпинделя радиально-сверлильного стан-
ка мод. 2М55 ।
закаленной стали и отшлифованы. Верхняя чашка 16 несет на себе
зубчатые колеса 12 и 13, а нижняя чашка 25 является тормозным
барабаном, неподвижно связанным с зубчатым колесом 26 обрат-
ного вращения.
На валу 1 перемещается нажимной элемент с чашками 17 и 20.
При перемещении нажимного элемента вверх ведомые и ведущие
диски сжимаются Между чашками 20 и 17, благодаря чему ведомая
чашка с зубчатыми колесами 12 и 13 начинает вращаться со скоро-
стью ведущего элемента (дисков). При перемещении нажимного
элемента вниз сжимаются диски, и зубчатое колесо 26 получает
также вращение со скоростью ведущего элемента.
Нажимной элемент перемещают вилкой гидроцилиндра через
шарикоподшипник со сферической обоймой 19, которая служит для
компенсации перекосов.
Вокруг чашек 16 и 25 установлены рубашки 18 и 21, создающие
масляную ванну для улучшения работы фрикционных дисков.
Чашку 25 охватывает разрезное тормозное кольцо 24 с капро-
новым вкладышем. Эффект торможения достигают с помощью
пружины 6, которая стягивает тормозное кольцо. Растормажива-
ние осуществляют гидравлической подачей масла в полость
цилиндра тормоза. Управление тормозом и муфтой сблокировано
59
так, что в нейтральном положении муфты чашка 25 затормаживает-
ся, а в рабочем положении расторможена.
Под фрикционной муфтой расположен гидронасос 2 сверлиль-
ной головки, получающий вращение от вала 7 через муфту 1. Верх-
ней муфтой коробка скоростей соединяется с подвижным блоком
зубчатых колес 7 и 8,а с нижней муфтой через зубчатые колеса
3 и 4. Шпиндельный блок 5 может занимать нейтральное положе-
ние и тем самым отключать шпиндель от коробки скоростей.
Коробка подач расположена между шпинделем и механизмом
подачи и получает вращение от шпинделя.
Механизм включения подач (рис. 46). Червяк находится в за-
цеплении с червячным колесом 9, которое смонтировано на зуб-
чатой муфте 10, свободно вращающейся на двух конических роли-
коподшипниках, размещенных на неподвижно укрепленной сту-
пице 34. Через отверстие ступицы проходит полый реечный вал-
шестерня 8. Задней опорой его служит игольчатый подшипник 7,
установленный в гнезде 6. Реечная шестерня входит в зацепление
с зубьями рейки гильзы шпинделя 7.
На шлицевую часть реечного вала установлена втулка 32, име-
ющая два торцовых паза, в которых находятся ползушки 37. Зу-
бья ползушек имеют треугольный профиль, такой же как у зубьев
муфты 10. Внутри ползушек имеются пружины 36, под действием
которых ползушки стремятся выйти из зацепления с внутренними
зубьями муфты 10.
Кроме втулки 32, на шлицах реечного вала закреплена голов-
ка переключения 15, имеющая два паза, в которых на осях 18
закреплены рычаги штурвала 29. Зубчатые секторы штурвальных
рычагов входят в зацепление с реечной частью толкателя 11, на-
ходящегося в расточке вала-шестерни 8:
Поворотом штурвала 29 от себя толкатель 11 перемещается впе-
ред, внутренний конец которого воздействует на ползушки 37 через
ролики 35, заставляя ползушки своими зубьями войти во впадины
зубьев муфты 10. Шпинделю сообщают механическую подачу.
Если, наоборот, перевести штурвал 29 в положение «на себя»,
толкатель 77 ухсдит назад, и против роликов 35 оказываются углуб-
ления, куда ролики заталкиваются под действием пружин 36.
При этом зубья ползушек выходят из зацепления с зубьями муф-
ты 10. В таком положении при повороте штурвала 29 вращается вал
8, сообщая шпинделю ручное перемещение.
На втулке 32 расположено червячное колесо 13, имеющее внут-
ренние треугольные зубья. На червячном колесе установлен лимб
12 со шкалой, градуированной в миллиметрах. В расточке лимба
12 расположен червяк 21. Барашком 23 вращают червяк 21, по-
этому лимб 12 поворачивается относительно червячного ко-
леса 13. Это дает возможность производить настройку глубины
сверления по нониусу 26. В пазу головки переключателя 15 поме-
щена ползушка 17 с треугольными зубьями. При перемещении тол-
кателя 27 от себя ползушка перемещается в пазу от центра до
60
Рис. 46. Механизм включения -подач радиально-сверлильного станка
мод. 2М55
тех пор, пока ее зубья не войдут во впадины внутреннего венца
червячного колеса 13. Перемещение толкателя 27 осуществляют
поворотом рукоятки 28, сидящей на хвостовике шестерни 20, ко-
торая входит в зацепление с зубьями на хвостовой части толкателя
27. При движении толкателя на себя пружина 14 выводит ползуш-
ку 17 из зацепления с червячным колесом 13.
В лимбе 12 размещен упор 30 для отключения подачи на заданной
глубине. Этот упор имеет два фиксированных положения. В поло-
61
жении «на себя» упор не препятствует вращению лимба. В поло-
жении «от себя» упор при вращении лимба наезжает на шпонку.?/,
закрепленную в гнезде 33 и жестко связанную с корпусом головки.
Для предотвращения случайного включения механической по-
дачи при нарезании резьбы метчиками служит кнопка 25,' сидящая
на штыре 22, находящемся в стакане 24. Фиксированное поло-
жение кнопки обеспечивается при повороте ее зубьев в пазы ста-
кана 24.
Совместно с механизмом подачи выполнен механизм ручного
перемещения сверлильной головки, состоящий из маховичка 19,
полого вала-шестерни 5, горизонтальной шестерни <3, расположенной
в стакане 2. Шестерня 3 находится в зацеплении с рейкой, укреп-
ленной на рукаве.
Через отверстие вала-шестерни 5 проходит кабельная трубка
4, на переднем конце которой закреплена кнопочная станция 16
с кнопками зажима и отжима сверлильной головки и колонны.
4. УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ СКОРОСТЕЙ ШПИНДЕЛЯ
И ПОДАЧ
Сверлильная головка снабжена электрогидравлическим механиз-
мом преселективного управления коробкой скоростей и подачи.
Под преселективным управлением понимают такое, при котором
необходимый режим обработки устанавливают на рукоятках уп-
равления предварительно во время работы станка на другом ре-
жиме. Такое управление сокращает вспомогательное время, свя-
занное с управлением станком.
На рис. 47 показана конструкция гидропреселектора, а на
рис. 48 — конструкция его привода.
Переключение зубчатых колес осуществляют исполнительным
органом — гидропреселектором, расположенным в верхнем кар-
тере сверлильной головки и являющимся (рис. 47) автономным
агрегатом. Корпус 1 гидропреселектора представляет собой чугун-
ную отливку, в центральную расточку которой запрессована гиль-
за 2. На поверхности этой гильзы профрезерованы каналы и выпол-
нены отверстия для пропуска масла в заданном направлении.
Эти каналы совпадают с соответствующими фрезеровками верхней
крышки 3 и основания 4, которые прикреплены к корпусу 1 вин-
тами.
Вокруг центральной расточки в корпусе 1 выполнены отверстия,
являющиеся гидравлическими цилиндрами. На поршни 5 надеты
и заштифтованы чугунные вилки 6 переключения, щечки которых
заходят в пазы соответствующих зубчатых колес коробки скоро-
стей и подач. В зависимости от направления потоков масла поршни 5
занимают верхнее или нижнее положение. Два тройных блока зуб-
чатых колес станка кроме крайних должны иметь среднее фиксн-
62
4
A-A
ff~S повернуто
Рис. 47. Преселектор переключения скоростей при-
вода шпинделя раднально-сверлильного станка
- мод. 2М55
рованное положение. Для получения среднего положения служат
дополнительные поршни 7, диаметр которых больше диаметра пор-
шней 5. Благодаря этому при подаче давления одновременно в по-
лость поршня 7 ив противоположную полость поршня 5 ход блока
определяется величиной перемещения поршня 7, которая равна
половине хода тройного блока зубчатых колес.
Поршни 8 находятся под действием пружин 9, которые стре-
мятся прижать их к втулкам 10. Штоки поршней 8 при этом застав-
ляют перемещаться вилку зубчатых колес 30-30 (рис. 45), сидящих
на шпинделе станка, и тем самым отключать шпиндель от короб-
ки скоростей, При наличии давления масла в системе оно поступает
в цилиндры и, преодолевая сопротивление пружин 9, отводит
поршни 8 в крайние положения. Для создания возможности
предварительного выбора (преселекции) скорости и величины
Подачи давление масла в гидропреселекторе во время работы стан-
ка отсутствует, и она включается кратковременно лишь для про-
изводства переключений зубчатых колес. Для удержания блоков
зубчатых колес в выбранном положении на* поршнях 5 имеются
фиксаторные канавки, куда заходят шарики 11 фиксатора 12,
подпираемые пружинами 13. Эти пружины рассчитаны на неболь-
шие усилия с тем, чтобы не препятствовать движению поршней
при перемещании зубчатых блоков. Во время работы станка, кро-
ме массы блоков зубчатых колес, поршней 5 и вилок, на фиксаторы
действуют динамические нагрузки, вызываемые вибрациями и
другими причинами, усилие пружины 3 может оказаться недоста-
точным для удержания блоков зубчатых колес в выбранном поло-
жении. Поэтому под фиксаторы 12 через специальные отверстия
' Рис. 48. Привод гидравлического преселектора коробки скоростей
радиально-сверлильного стайка мод. 2М55
64 ?
подводят под давление масло, снимаемое только на период пере-
ключения скоростей.
В центральном отверстии гидропреселектора расположены два
поворотных крана — избиратель 14 частот вращения шпинделя
и избиратель 15 величины подач. Их форма обеспечивает поступ-
ление масла через отверстия и каналы гильзы 2, крышки 3 и ос-
нования 4 в цилиндре переключения.
Для установки необходимой частоты вращения шпинделя и ве-
личины подач необходимо избиратели 14 и 15 повернуть в заданную
позицию. Этот поворот осуществляют электродвигателями 1 (рис. 48)
с встроенным редуктором, с помощью муфт 2, сидящих на вы-
ходных валах редукторов, валиков 3 и зубчатых колес 4—7, име-
ющих по 46 зубьев. Выбор частоты вращения шпинделя осуществ-
ляют маховичками 14 и 17 (см. рис. 40), каждый из которых мо-
жет занимать фиксированные положения по числу ступеней ско-
рости шпинделя и величины подач.
Гидравлическая схема сверлильной головки обеспечивает
(рис. 49) управление многодисковой фрикционной муфтой, пре-
селективное управление скоростями шпинделя и подач, зажим
сверлильной головки на рукаве станка, централизованную смазку
сверлильной головки.
Гидравлическая система сверлильной головки питается от ло-
пастного насоса 2, приводимого во вращение фрикционным валом.
На всасывающей магистрали установлен сетчатый фильтр 1 гру-
бой очистки, а в нагнетающей.— пластинчатый фильтр 3 тонкой
очистки масла (до 80 мкм). Обратный клапан 4 предохраняет фильтр
3 при засорении. Гидросистема сверлильной головки может быть
настроена на два рабочих давления с помощью предохранительного
клапана с переливным гидрораспределителем 5 (ПГ 52-12) на дав-
ление 1,6—2,4 МПа и клапана низкого давления на давление 1,2—
1,6 МПа. Излишнее масло сбрасывается переливным гидрорас-
пределителем 5 и поступает в коллектор, откуда расходуется на
смазку опор валов фрикционной муфты и т. п.
От насоса через'дроссель 8 масло поступает к панели управления,
на которой расположены пять гидрораспределителей 9(1)—9(5),
управляемых электромагнитами ЭМ1 — ЭМ5. От гидропанели мас-
ло по трубопроводам 19—21 поступает к цилиндру 12 управления
фрикционной муфтой, по трубопроводу 24 — к гидропреселектору,
а по трубопроводу 29 — к тормозному цилиндру.
На схеме электромагниты управления гидрораспределите-
лями обесточены, что обеспечивает: а) равенство давлений в по-
лостях А и В цилиндра 12 — нейтральное положение вилки вклю-
чения многодисковой фрикционной муфты; б) слив масла в полость
тормозного цилиндра 11 — шпиндель заторможен; в) направ-
ление масла в краны избирателей 18 и полости цилиндров пере-
ключения блоков зубчатых колес — возможность преселектив-
ного набора скоростей шпинделя и подач; г) опреденное давление
3 Зак. 76
65

Рис. 49. Гидравлическая схема свер-
лильной головки радиально-сверлиль-
ного станка мод. 2М55
в полостях фиксаторов 17, удерживая блоки зубчатых колес от
выпадения.
Переключение происходит в следующем порядке.
1. Включается электромагнит ЭМ1 гидрораспределителя 9(1).
При этом уменьшается давление в полости фиксатора 17, и масло
подается в соответствующие полости плунжеров 16, вызывая пере-
мещение блоков зубчатых колес в заданном направлении. Если
на пути перемещения блока колес нет препятствий, то он займет
заданное положение, а если зуб одного колеса попадет за зуб дру-
гого, то блок зубчатых колес останется в промежуточном поло-
жении.
Включение электромагнита ЭМ2 гидрораспределителя 9(2),
управляющего плунжером 13, осуществляется переключателем
во время набора скоростей. Гидрораспределители 9(1) и 9(2) ра-
ботают одновременно.
2. Включают электромагнит ЭМ.4 гидрораспределителя 9(4).
Это вызывает поступление масла в тормозной цилиндр 11—шпин-
дель растормаживания. Полость А цилиндра 12 управления фрик-
ционной муфтой соединяется со сливом и под воздействием поршня
цилиндра 12 начинается сжатие дисков муфты. Ослабленный под-
жим дисков происходит благодаря перепусканию потока масла че-
рез дроссель 8 и отключенный гидрораспределитель 9(3). Проис-
ходит Доворот валов коробки скоростей при меньшем давлении.
Во время поворота зубчатые колеса, находящиеся в промежуточ-
ном положении, под действием давления на управляющем плун-
жере 16 занимают то положение, которое было задано предвари-
тельной установкой преселектора. Шпиндель начинает вращать-
ся по часовой стрелке с заданной частотой вращения.
Электромагниты ЭМ.1 и ЭМ2 включены в цепь посредством ре-
ле времени. По окончании выдержки времени электромагниты
ЭМ1 и ЭМ2 обесточиваются, поршни гидрораспределителей за-
нимают верхнее положение, в полость фиксаторов 17 под давле-
нием подается мас^о, а краны 18 преселектора устанавливаются на
слив, этим создается возможность предварительного набора ре-
жимов (скоростей). Одновременно происходит сжатие дисков под
действием давления, развиваемого поршнем цилиндра 12. Сжатие
дисков достигают тем, что поток масла, питающий цилиндр, про-
пускают по трубопроводу 21, через обратный клапан, гидрорасп-
ределитель 9(3), трубопровод 26.
Для включения правого вращения шпинделя без переключения
режимов включают электромагнит ЭМ4 гидрораспределителя (4).
Шпиндель растормаживается, а полость А соединяется со сливом.
Отключение шпинделя коробки скоростей достигают установ-
кой шпиндельного блока в нейтральное положение (кнопка на пуль-
те управления). При этом включается электромагнит ЭМ(0).
Масло под давлением поступает в полости цилиндра 15 гидрорасп-
ределителя, шпиндельный блок выводится в нейтральное поло-
жение.
3* 67
Эта гидравлическая схема обеспечивает питание цилиндра 10
зажима сверлильной головки на рукаве. Изменение направления
потока масла (зажим-отжим) осуществляют гидрораспределите-
лем 9(5,. При отключенном магните ЭМ5 головка отжата, а при
включении — прижата к рукаву станка.
Не перечисленные в тексте позиции гидравлической схемы от-
носятся к соединительным трубопроводам.
5. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ РУКАВА ПО КОЛОННЕ И ЗАЖИМ
Рукав установлен на колонне и перемещается по ней в вер-
тикальном направлении с помощью механизма подъема (рис. 50).
От электродвигателя (N — 2,2 кВт, п = 1440 об/мин) враще-
ние винту 5 подъема передается через две пары зубчатых колес
22 16
45 и §§• Шаг ходового винта 5 равен 6 мм. Скорость перемещения
22 16
рукава v = 1440^g gg 6=770 мм/мин.
D а
В корпус редуктора заливают масло, уровень которого кон-
тролируют щупом 2; маслоразбрызгивателем 1 осуществляют смаз-
ку редуктора, через отверстие 4 производят слив масла. Предо-
хранительная шариковая муфта 3 защищает механизм перемещения
и электродвигатель от перегрузки. Шарики, находящиеся в уг-
лублениях фланца зубчатого колеса г = 16, при перегрузке сжи-
мают пружины и проскальзывают относительно фланца, и враще-
ние винта 5 прекращается. Механизм зажима рукава сблокирован
с механизмом подъема таким образом.
Рис. 50. Механизм подъема
68
Грузовая гайка (рис. 51) в начале вращения винта 1 ничем не
удерживается от проворачивания и вращается вместе с ним. Вспо-
могательная гайка <3 в это время перемещается по винту, так как
закрепленная на ней шпонка 4 находится в пазу втулки 6 и удер-
живает гайку 3 от вращения. Перемещаясь по винту, гайка 3
поворачивает рычаг 2, который закреплен на валу зажима рука-
ва. Поворот рычага 2 приводит к разжиму рукава.
Когда рукав полностью освобождается от зажима, шпонка 4
своим верхним или нижним выступом подходит к зубу 5 гайки 7
и останавливает ее вращение. Гайка 7, а следовательно и рукав
начинают перемещаться.
- После окончания перемещения винт 1 не останавливается, а
автоматически реверсируется. При этом перемещение рукава
прекращается, так как выступы шпонки 4 и зуба гайки 7 отходят
друг от друга, грузовая гайка 7 начинает вращаться с винтом.
Вспомогательная гайка <3 при этом перемещается по винту в обрат-
ном направлении, поворачивая рычаг 2, и происходит зажим рука-
ва и колонны.
Управление циклом обеспечивают двумя конечными выключа-
телями, на которые воздействуют кулачки, управляемые рыча-
гом 2.
На рис. 52 показана схема зажима рукава. От вспомогательной
гайки вращение передается рычагу 6, валу 4 и кулачку <3, который
освобождает ролик 2, и происходит разжим рукава 1. На валу 4
расположены конечные выключатели 5 управления циклом.
69
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
1. ВИДЫ РАБОТ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ НА РАСТОЧНЫХ СТАНКАХ
Горизонтально-расточные станки предназначены для обработки
крупных и громоздких деталей в условиях индивидуального и се-
рийного производства, которым трудно сообщить вращательное
главное движение. Обрабатываемую деталь закрепляют на столе
станка или на плите.
На рис. 53 приведены основные технологические операции,
выполняемые на расточных станках. Это широкоуниверсальные
станки, на которых возможно осуществлять черновое и чистовое
растачивание отверстий, фрезерование плоскостей, сверление, зен-
керование, развертывание отверстий, нарезание наружной и внут-
ренней резьбы и другие технологические операции. Такое разно-
образие видов обработки, выполняемых нЗ расточных станках,
Рис. 53. Виды работ, выполняемых на расточных станках, и необходимые пере-
мещения:
1 — обточка фланца резцом, укрепленным на планшайбе; 2 — подрезка одного торца_ рез-
цом, а другого двумя резцами, расположенными на планшайбе; 3 — растачивание отвер-
стия резцов; 4 — обработка канавки; 5 — наружная обточка втулки резцом, установлен-
ным на планшайбе; 6 — растачивание отверстия резцовой пластинкой, укрепленной в бор*
штанге; 7 — нарезание резьбы метчиком; 8 — растачивание отверстия пластиной; 9— под-
рёз резцом от летучего суппорта; 10— наружное обтачивание; 11— подрезка торца
втулки; 12 ««- растачивание отверстия пластиной; 13 — фрезерование торца резцовой го-
ловкой; 14 фрезерование торца резцовой головкой; 15 — растачивание отверстия рез-
цовой головкой укрепленной на бортштанге
70
дает возможность производить полную обработку деталей без пере-
становки ее на другие станки.
На станке осуществляется вращение шпинделя при выполнении
всех основных видов работ и вращение планшайбы при обтачива-
нии торцов радиальным суппортом. При сверлении, зенкерова-
нии, развертывании и растачивании выдвижному шпинделю пода-
чи (или столу) сообщают двжение в продольном направлении. При
растачивании отверстия резец устанавливают в борштанге, один
конец которой закреплен в шпинделе, а другой вращается в под-
шипнике люнета стойки. При фрезеровании плоскостей осущест-
вляют подачу выдвижного шпинделя, несущего фрезу, или стол
получает перемещение в поперечном направлении. На станке воз-
можно осуществлять точные повороты стола на 90 и 180°.
2. КОМПОНОВКА ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
На рис. 54 приведены основные типы горизонтально-расточных
станков общего назначения. Их делят на три группы: А, Б и В.
Станки типа А выпускают без задней (рис. 54, а) и с задней
стойкой 7 (рис. 54, б). Станки без задней стойки имеют меньшую
длину станины 4. Станки типа А имеют неподвижную переднюкг
стойку /, прикрепленную к станине 4. По вертикальным направ-
ляющим стойки 1 перемещается шпиндельная бабка 2, в которую
вмонтирован выдвижной шпиндель 6, имеющий кроме вращатель-
ного движения и перемещение вдоль собственной оси. Поворот-
ный стол 5 станка с неподвижной передней стойкой имеет продоль-
ное и поперечное перемещения. Задняя стойка 7 с люнетом пред-
назначена для поддержания свободного конца борштанги. Станки
типа А изготовляют как с радиальным суппортом 3, расположенным
на наружной поверхности планшайбы, так и без него. Эти станки,
например горизонтально-расточной станок мод. 2620В, предназ-
начены для обработки корпусных деталей, имеющих точные от-
верстия, связанные -между собой точными расстояниями.
Станки типа Б (рис. 54, в) отличаются от станков типа А тем,
что имеют продольно-подвижную переднюю стойку и стол в направ-
лении, перпендикулярном оси шпинделя. В станке не происходит
свешивание стола с направляющих при его крайних положениях,
что существенно повышает точность обработки тяжелых корпус-
ных деталей. Конструкция шпиндельной бабки в основном ана-
логична шпиндельным бабкам станков типа А. Задняя стойка так-
же продольно-подвижная и снабжена люнетом для поддержания
борштанги при расточке длинных отверстий.
Станки типа В (рис. 54, г) предназначены для черновой и чисто-
вой обработки крупных и тяжелых деталей машин. На фундаменте
установлены станина станка и плита. Плита предназначена для уста-
новки и закрепления обрабатываемой заготовки и установки зад-
ней стойки с люнетом. По вертикальным направляющим стойки
G помощью ходового винта перемещают шпиндельную бабку.
71
Перемещение салазок передней стойки в продольном и поперечном
направлениях осуществляют с помощью червячно-реечных передач.
Чем больше размеры и масса обрабатываемой заготовки, тем
меньшую подвижность она имеет на станке. Так на станках, пока-
занных на рис. 54, а — в, заготовку располагают на перемещаю-
щемся столе станка, а на станке, показанном на рис. 54, г, она не
может быть расположена на столе станка из-за больших разме-
ров и массы, поэтому ее располагают на специальной плите непод-
вижно, по существу, вне станка.
Основной характеристикой горизонтально-расточного станка
является диаметр шпинделя: для станков группы А—80, 90 и 110 мм;
для станков группы Б — 150 и 220 мм, а для станков группы В —
до 320 мм.
Таким образом, условно можно считать, что станки группы А
предназначены для обработки сравнительно небольших деталей,
станки группы Б —для средних, а станки группы В — для особо
тяжелых и громоздких деталей. Рабочая поверхность поворотных
столов имеет'размеры от 800x900 до 1600 X" 1800 мм. Класс точ-
ности станков — Ни выше.
Рис. 54. Основные типы горизонтально-расточных станков
72
В горизонтально-расточных станках проведена широкая уни-
фикация. Так, в горизонтально-расточных станках мод. 2620В
и 2620Г диаметр выдвижного шпинделя равен 20 мм, а в станках
мод. 2622В и 2622Г он принят равным 110 мм. Остальные параметры
станков одинаковы: вертикальное перемещение шпиндельной баб-
ки принято равным 1000 мм; величину перемещения шпинделя в
станках регулируют бесступенчато в пределах 2,2—1760 мм/мин;
величины вертикальной подачи шпиндельной бабки и подачи сто-
ла регулируют бесступенчато в пределах 1,4—1110 мм/мин.
Станки мод. 2620В и 2622В с задней стойкой, станки мод. 2620Г
и 2622Г без нее, кроме того, станки мод. 2620В и 2620Г снабжены '
радиальным суппортом, а станки мод. 2622В и 2622Г не имеют
радиального суппорта.
На базе горизонтально-расточных станков нормальной точности
выпускают станки повышенной точности мод. 2622П с увеличенным
диаметром шпинделя и экранной оптикой. В качестве специальных
станкдв назовем переносные расточные станки. Широко при-
меняют горизонтально-расточные станки мод.2636, 2636Г, 2637
и 2637Г. Станки мод 2636 и 2636Г имеют подвижной шпиндель
диаметром 125 мм и встроенную планшайбу с радиальным суппор-
том, станки мод. 2636, 2637 — выдвижной шпиндель с увеличен-
ным диаметром (160 мм). Станки мод 2636, 2637 имеют заднюю стой—
ку с люнетом. Станки мод. 2636Г и 2637Г выпускают без задней
стойки, с укороченной станиной.
Отечественные горизонтально-расточные станки обладают по-
вышенной точностью, жесткостью, виброустойчивостью, большой
мощностью главного привода, большой быстроходностью и высокой
степенью автоматизации управления. Движение подачи каждого
элемента станка осуществляют от электродвигателей постоянного
тока с большим диапазоном регулирования. Некоторые серийно
выпускаемые станки оснащены устройствами числового программ-
ного управления (ЧПУ). В качестве примера рассмотрим гори-
зонтально-расточной станок мод. 2620В.
i
3. ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2620В
На чугунной станине 6 горизонтально-расточного станка
мод. 2620В, имеющей коробчатую форму и внутренние ребра жест-
кости, прикреплена передняя стойка 1 (рис. 55). По вертикаль-
ным направляющим ее перемещается уравновешенная шпиндель-
ная бабка 2, в которой расположен механизм главного движения,
механизм перемещения 3 выдвижного шпинделя 11 и другие ме-
ханизмы. По горизонтальным направляющим скольжения станины
перемещается поворотный стол 5 в двух направлениях. При чисто-
вой обработке зазоры в направляющих станка и шпиндельной баб-
ке автоматически устраняются специальными пружинными устрой-
ствами. Антифрикционные накладки, предусмотренные в направ-
4 Зак. 76
73
ляющих, улучшают плавность перемещения, уменьшают изнов
направляющих и предохраняют их от задиров. В правой нижней
части станины расположен привод подачи станка 4. Слева на ста-
нине расположена задняя бабка 7 с люнетом 8. Станок имеет под-
весной пульт управления 9. Шпиндельная бабка снабжена план-
шайбой 10, через которую проходит выдвижной шпиндель //.
На рис. 55. б схематично показана планшайба с радиальным
суппортом 12 По направляющим планшайбы . типа ласточкина
хвоста может перемещаться радиальный суппорт, имеющий про-
долговатое отверстие для выдвижного шпинделя.
На радиальном суппорте устанавливают приспособление для
закрепления в нем режущего инструмента (резца) Радиальный
суппорт может работать одновременно с выдвижным шпинделем.
Размеры рабочей поверхности стола для закрепления обрабатыва-
емой заготовки 1120x1300 мм (ширина X длина). Управление
станком производят с основного и переносного пультов без при-
ложения больших усилий, что повышает производительность
труда, снижает утомляемость и сокращает вспомогательное время.
На рис. 56 приведена кинематическая схема горизонтально-рас-
точного станка мод. 2620В. Она состоит из нескольких кинематиче-
ских цепей, которые обеспечивают главные движения выдвижного
шпинделя и планшайбы, вращающейся независимо от выдвиж-
ного шпинделя, подачи и перемещения. К числу подач и пере-
мещений относят перемещение выдвижного шпинделя в осевом
направлении при расточных работах; перемещение выдвижного шпин-
деля при нарезании резьбы; вертикальное перемещение шпин-
дельной бабки; продольное перемещение стола; поперечное пере-
мещение стола; поворот стола; радиальное перемещение суппор-
та; ускоренные г ручные перемещения.
Главное движение двухскоростного асинхронного электродви-
гателя Ml (N = 8,5/10 кВт, п — 1440/2880 об/мин) передается
я)
Рис. 55. Горизонтально-расточной станок мод. 2620В
74
я
. IO ZZ ZU f 1 t 1
на вал /; затем через передачи 55 на вал /7. С вала 7/ на
вал 111 движение передается через передачи гт. или ==, С вала III
0U оо
,,, 19 60 „
на вал /V движение передается с помощью передач gj или ^g. С вала
IV на вал V (шпиндель) движения передачи передается через пе-
редачи |g или ^.Колеса 41 и 86 сидят на втулке VI, которая сое-
динена ,ср шпинделем скользящей шпонкой. Шпиндель/ имеет 36
скоростей, 13 из которых совпадают. Коробка скоростей шпинделя .
имеет широкий диапазон частот вращения от 12,5 до 2000 об/мин.
Порядок получения частот вращения шпинделя можно проследить
по графику частот вращения (рис. 57).
Запишем минимальную частоту вращения шпинделя, исполь-1
зуя график частот вращения:
,.,,,18 191930 .а(. ,,
nmin = 1440----------& 12,5 мм/об.
mln 72 60 61 86
Вращение планшайбе с радиальным суйпортом передается
21
с вала IV, имеющего 18 скоростей, посредством передач Колесо
92 и планшайба расположены
на полом валу VII на шпон-
ках.
Запишем минимальную
частоту вращения планшайбы:
18 19 19 21
- «пл min = 1440 --------да
72 60 61 92
да 8 об/мин. :
Рис. 57. График частот вращения го-
ризонтально-расточного станка мод.
2620В .
Планшайба имеет 18 ча-
стот вращения, также распо- .
ложенных по геометрическому
ряду со знаменателем <р= 1,26
от 8 до 400 об/мин. Три пос-
ледние частоты вращения
планшайбы включать не раз-
решается, следовательно, ча-
стоты вращения планшайбы
можно использовать в преде-
. лах от 8 до 200 об/мин.
Направление вращения
изменяют реверсированием
электродвигателя. Для повы-
шения жесткости, виброустой-
чивости и длительного сохра-
нения прочности выдвижной
76
шпиндель ,азотируют, он перемешается в стальных закаленных
втулках большой длины.
Привод рабочих подач и вспомогательных установочных пере-
мещений осуществляют от электродвигателя М2 постоянного тока
(N 2,1 кВ г, п = 1500/3750 об/мин), работающего в системе ге-
нератор — двигатель, В качестве генератора принят электро-
машинный усилитель типа ЭМ У-50 АЗ = С мощностью 4 кВт,
с частотой вращения 2920 об/мин.
Перемещение выдвижного шпинделя в осевом направлении.
От электродвигателя М2 движение через постоянную передачу ==
передается через муфты /И8 и /И4 на вал IX, через пару колес
4
на вал X, через червячную передачу вал XI,: через муфты
Л48 и М7 на вал VII, через передачу ~ на ходовой винт с шагом
Р — 20 мм.
Запишем наибольшую величину перемещения выдвижного шпин-
деля в Осевом направлений: •.
soc = 1500 1—— 20 « 1760 мм/мин.
Наименьшая величина перемещения выдвижного шпинделя полу-
чается за счет изменения частоты вращения электродвигателя и
равна 2,2 мм/мин. .
Вертикальное перемещение шпиндельной бабки. От электро-
двигателя М2, через колеса 1~, движение передается на вал
62
IX. После включения муфты М 3, через конические колеса
..»,, 18
движение передается на вал 1////, коническими колесами gg при-
водят во вращение вертикальный двухзаходный ходовой винт
с шагом Р = 8 мм. 4
Найдем наибольшую величину вертикального перемещения
шпиндельной бабки:’
s = 1500— — —2-8 = 1100 мм/мин.
в 75 62 96
Минимальную величину вертикального перемещения, равную
1,4 мм/мин, получают за счет изменения частоты вращения элект-
родвигателя М2.
Продольное перемещение стола. От электродвигателя М2, через
колеса включением муфт /И3 и /И4 приводят во вращение вал
iv 26 16 „
IX, через колеса g§ и приводят во вращение горизонтальный
двухзаходный ходовой винт g шагом Р = 10 мм,
- 77
Найдем наибольшую величину продольного перемещения
стола snP:
snD = 1500 — — — 2 -.10 =1150 мм/мин.
пР 75 65 40
Минимальную величину продольного перемещения, равную
1.4 мм/мин. получают за счет изменения частоты вращения электро-
двигателя М2.
Величину продольного перемещения стола регулируют бессту-
пенчато в пределах от 1,4 до 1150 мм/мин.
Поперечное перемещение верхней части стола. От электро-
двигателя М2, через колеса включением муфт М 3 — Л4Й при-
/Э
34 42 16
водят во вращение вал 1Х\ через колеса gg и конические gg
приводят во вращение двухзаходный ходовой винт поперечного
стола с шагом Р = 8 мм.
Величина осевого перемещения выдвижного шпинделя изме-
няется бесступенчато в пределах от 2,2 до 1760 мм/мин.
Нарезание резьбы. Нарезание резьбы осуществляют при осе-
вом перемещении выдвижного шпинделя, в передний конец которого
устанавливают приспособление с резьбовым резцом. На рис. 58, а
показано нарезание наружной резьбы, а на рис. 58, б — внутрен-
ней. Установку на глубины резания производят вручную с по-
мощью маховичка резцедержателя. Обеспечение заданного шага
нарезаемой резьбы осуществляют сменными зубчатыми колесами
а, Ь, с, d (рис. 56). При подборе чисел зубьев зубчатых колес не-
обходимо выполнение условия: за время одного оборота шпинделя
он должен переместиться на величину шага нарезаемой резьбы.
Запишем уравнение для определения передаточного отношения
сменных зубчатых колес у (движение резца передается с вала VI):
। 86 67 а с 18 44 20 ______Р
1 "зсГ "эГ W V "зГ — ’
а с Р
Для того, чтобы исключить погрешность шага нарезаемой резь-
бы, муфты Ms и М. не должны допускать проскальзывания, г. с.
Рис. 58 Нарезание резьбы:
а — наружной; б - впу.рсйнеЛ
78
одна половина муфты по отношению к другой должна быть жест-
ко зафиксирована.
К станку прилагают набор из 13 сменных зубчатых колес, имею-
щих число зубьев 18, 20, 21,24, 27, 28, 30, 33, 36, 40, 42, 48 и 57. С по-
мощью этого набора колес можно нарезать 16 стандартных мет-
рических резьб с шагом Р — 1у10 мм и 14 дюймовых резьб —
4—20 ниток на длине дюйма.
При нарезании дюймовой резьбы необходимо ее шаг выразить
в миллиметрах, гак как ходовой винт станка имеет метрический
шаг (шаг дюймовой резьбы — число п ниток на длине одного дюй-
ма). Известно, что дюйм равен 25,4 мм. Обычно величину 25,4 пред-
ставляют в виде дробей: 127/5 или 1600/63. Шаг нарезаемой дюй-
к,, / \ г> 1600 -г ас 1600 400
мовои резьбы (мм) Р = - Тогда -г -т =
63 b а 4 • 63 63/1
Найдем наибольшую величину поперечного перемещения верх-
ней части стола:
г. tгспп 16 34 42 16 п л тип I
s„ = 1500--------------- 2-8 = 1110 мм/мин.
° 75 50 Й5 3-
Минимальную величину поперечного перемещения верхней
части стола, равную 1,4 мм/мин, получают за счет изменения часто-
ты вращения электродвигателя М2.
Поперечная подача стола регулируется бесступенчато в пре-
делах от 1,4 до 1110 мм/мин.
Поворот стола. Для поворота стола применен отдельный элек-
тродвигатель М3 = 2,0 кВт. п — 1300 об/мин), с помощью
75 '1
которого через ременную передачу червячную передачу
I эн оо
, 11
и зубчатую передачу приводится во вращение стол.
Найдем частоту вращения стола:
п — 1300 ——--------— — 2,57 об/мин.
Юн 35 188
Радиальное перемещение суппорта по планшайбе. Радиальное
перемещение суппорта по врашаюшейся планшайбе осуществляют
с помощью электродвигателя М2 (см. рис. 56) Для этого в кине-
матической схеме сганка предусмотрена планетарная пере-
дача (рис. 59). Рассмотрим ее работу. От гильзы, на которой
жестко установлено колесо г = 92, движение передается на колесо
г = 21, закрепленное на удлиненной втулке барабана 2. В бара-
бане расположены зубчатые колеса о числом зубьев 23—16, 32—
16 Последнее колесо г = 16 жестко сидит на валу / Вращаясь,
колесо г = 21 передает вращение на барабан 2, колесо которого
г = 32 катится по колесу г = 16 как по неподвижному, и ведомый
вал <?, несущий колесо г == 35, приводит во вращение зубчатое
колесо г = 100. свободно сидящее на втулке планшайбы.
Найдем передаточное отношение планетарной передачи по
табл. 2. Отметим, что вал 1 и несущее колесо г = 16 — неподвиж-
79
Таблица 2
Передаточные отношения планетарной передачи
Движение Звено
неподвижное (1) ведущее (2) ведомое, (3)
Частное: первое +1 4-1 +1.
второе —1 0 1С 16 ~~ 32 ' 23
Суммарное 0 Г1 15 23
ное звено; барабан 2 — ведущее звено планетарной передачи; вал
3, на котором жестко укреплено колесо г =.35, — ведомое звено.
Табл. 2 служит для определения передаточного отношения плане-
тарной передачи.
В первом частном движении (ем. табл. 2) всем звеньям еистемы
сообщено по одному обороту, но звено 1 неподвижно, следователь-
но, сообщим ему.один оборот в обратную сторону (—1) и рассмот-
рим планетарную передачу как простую зубчатую. Передаточное
отношение планетарной передачи равно отношению числа оборотов
вала ведомого к ведущему. Для разбираемого елучая передаточное
15
отношение равно
Рассмотрим случай, при котором не возникает радиальное пере-
мещение суппорта по вращающейся планшайбе. При этом колесо
г = 92, жестко сидящее на гильзе, вращается с одинаковой часто-
стей вращения с колесом z = 100, сидящим свободно на втулке план-
шайбы. Допустим, что колесо г = 92 сделало один оборот, най-
вращения коле-
но уравнению
15 35 _ г
23 100 11 ^Ле‘
в этом случае
дем частоту
са г = 100
, 92
«2=100 = 1 21
довательно,
колеса г = 92 и г = 100 вра-
щаются в одинаковыми ско-
ростями, поэтому и не возни-
кает радиального перемеще-
ния еуппорта по вращаю-
щейся планшайбе.
Если включить муфту Ms,
то колесо z = 50 сообщит
вращение колесу г = 16, и,
следовательно, колесо z= 100
Рис. 59. Схема планетарной передачи начнет вращаться относи-
80
тельно планшайбы, обеспечивая радиальное перемещение суппор-
та по ней (см, рис. 57).
От электродвигателя М2 колесами приводится во вращение
IU
вал /X, включением муфт Ms и с помощью колес приводят
во вращение вал X. С помощью этого вала через червячную пе-
4 64 п
редачу „J движение передается передаче =. Далее через передачи
Zy Ом
16 16 о_ о
— и 55 приводится.во вращение колесо г — 35. Затем через пере-
35 100 17 D 1R
дачи удо, gg, yj приводят во вращение червяк е шагом Р = 16 мм.
Найдем наибольшую величину радиального перемещения суп-
порта:
1(.пп 18 60 4 64 16 16 35 100 17 ,
s„ = 1500 —----------------------------------16=700 мм/мин.
р 75 48 29 50 32 23 100 23 17
Наименьшую величину радиальной передачи, равную 0,88 мм/мин,
получают за счет изменения частоты вращения электродвигателя
М2.
Планшайба с радиальным суппортом (рис. 60). По направ-
ляющим Kopnycaj 1 планшайбы перемещается радиальный .суп-
81
порт 4. Направляющие имеют форму ласточкиного хвоста. Кли-
новой планкой 3 регулируют зазор между направляющими корпуса
и радиального суппорта. Зажим радиального суппорта осуществ-
ляют винтами 2. В корпусе планшайбы смонтирован реечно-
винтовой привод радиального суппорта, состоящий из цилиндри-
ческого z = 23 и конических колес г = 17 и ? = 17; последняя
установлена на шлицевом валике 10, на котором расположены
с зазором два колеса 7, 8, сцепляющиеся с винтовой рейкой 5,
отцентрированной штифтами и прикрепленной винтами к суп-
порту. Осевые силы воспринимаются упорными шарикоподшип-
никами 9. Регулирование зазора в винтовой паре (колесо 8 и рей-
ка 5) осуществляют болтами 13 с последующим фиксированием
гребенкой 12 и винтом 11 На суппорте имеются два Т-образных паза
для крепления режущего инструмента. На нем же закреплен лимб
со стрелкой-указателем, которая, перемещаясь вместе с суппор-
том между двумя такими же стрелками на корпусе, дает возмож-
ность наблюдать крайнее положение суппорта.
4. МЕХАНИЗМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СКОРОСТЕЙ
Переключение скоростей (рис, 61). Механизм переключения ско-
ростей предназначен для выбора и переключения рукояткой /
скорости шпинделя или планшайбы. Изменение скорости осущест-
вляют переключением электродвигателя на 1450 или 2880 об/мин,
а также в помощью двух тройных блоков зубчатых колес и под-
вижного зубчатого колеса 12 с зубчатой муфтой Перемещение бло-
ков и колеса с зубчатой муфтой производят от кулачковых бара-
банов 9—И посредством рычагов На валиках с кулачковыми
барабанами установлены зубчатые колеса, которые сцеплены с
парными рейками 6, 7 и 13 Настройку скорости производя! вра-
щением диска 8 рукояткой 1 Указатель 4 закрепленный на оси
дгиека, указывает скорость на круговой шкале 5. На диске 8 по
концентрическим окружностям расположены отверстия Они обес-
печивают получение необходимой скорости При перемещении ру-
коятки / из положения // в положение / диск надвигается на кон-
цы реек, В зависимости от расположения отверстий конец рейки
либо проходит через отверстие, либо упирается в торцовую поверх-
ность диска, при этом происходит перемещение соответствующих
блоков зубчатых колес и колеса с зубчатой муфгой
Скорость электродвигателя переключается с- помощью конеч-
ного выключателя 20 от стержня 15, который своим концом входит
в отверстие на диске. В том случае если стержень упрется в сту-
пень А и переместится по стрелке Б, то пружина 16 сожмется,
контакты В пружиной 23 замкнутся. Это соответствует включению
электродвигателя на 2880 об/мин Если же стержень 15 не упрется
в ступень А, то пружина 16 более сильная, чем пружины 23, под
действием рычага 29 и толкателя 28 не разрешит разомкнуться
контактам В — это соответствует включению электродвигателя
82
sPnc. 61. Схема механизма переключения скоростей
на 1450 об/мин. Скорость можно переключать как при невращаю-
щемся шпинделе, так и при холостом вращении, а электродвигатель
при переключении скорости выключается и тормозится авто-
матически.
В начале отвода рукоятки 1 из положения / в положение И
фиксатор 2 освобождает диск 8, расположенный на валике 31,
от фиксирования в осевом направлении. Импульсная пружина 14
перемещает валик 31 по стрелке Г на величину хода фиксатора 2,
освобождая рычаг 17 и плунжер 19. В результате] разомкнется
цепь управления электродвигателя (контакт Е конечного выклю-
чателя 18), и двигатель начнет тормозиться, если он был включен.
При дальнейшем отводе рукоятки / диск 8 переходит из поло-
жения / в положение //.освобождая при этом упор 2d,рычаг 25 и
83
Рис. 62. Вариатор подач
5 0,7 0,9
плунжер 24. Упор 27 пружиной переместится вслед за диском и че-
рез рычаг 25 и плунжер 24 сожмет более слабую пружину 22 конеч-
ного выключателя 21 и разомкнет контакт >/(. Контакты Е и Ж ока
зываются разомкнутыми, и двигатель ооанавливается. При завер-
шении переключения эти контакты замыкаются и включают элек-
тродвигатель на режим нормальной работы
В тех случаях, когда зубья перемещаемых блоков или муфты
не попадают во впадины между зубьями необходимых колес про-
исходит кратковременное (импульсное) включение электродвига-
теля. При этом диск 8 устанавливается в определенном положении
штырями реек 6, 7 и 13 При дальнейшем нажиме на рукоятку 1
зубчатое колесо 30 откатится по рейке 3, преодолевая усилие пру-
жины 14, пружина сожмется и подтянет, валик 31 Шайба, сидящая
на валике 31, через рычаг 17 и плунжер 19 замкнет контакт Е вы-
ключателя 18. При этом включится электродвигатель, про-
изойдет поворот блоков и муфты
Механизм выбора величины подачи — электровариатор. Этот ме-
ханизм через зубчатые колеса 6~8 (рис. 62) кинематически свя-
зан с электрическим вариатором выбора величины подачи Б, который
изменяет скорость вращения двигателя постоянного тока, Такая
связь обеспечивает сохранение постоянства величины подачи (мм/об)
при изменении с помощью ползункового переключателя 12 вели-
чины минутной подачи (мм/мин). : .
Частоту вращения расточного шпинделя или планшайбы устанав-
ливают поворотом 1 рукоятки А механизма переключения скоро-
стей, при этом вращаются ползунковый переключатель 12 зубча-
тыми колесами 6—8. рычаг 10 и валик 11, диск 5, соединенный
с осью 13, а последняя с зубчатым колесом 8, и диск 2 с указа-
телями 3 и 4.
Величину подачи на один оборот устанавливают поворотом
электровариатора Б, а следовательно,, и валика /, рычага 10,
при этом шарик 9 прощеЛкивает по отверстиям неподвижного зуб-
чатого колеса 8 до требуемой величины подачи s мм/об, выбранной
по таблице диска 54 / '
Например, на рис. 62 указатель 3 установлен по таблице диска
5 -на величину подачи бабки и стола за один оборот шпинделя и
подачи суппорта планшайбы за один оборот планшайбы, равной
0,11 мм/об (устанавливают по левой стороне таблицы); указатель
4 — на величину осевой подачи расточного шпинделя за один оборот
и передачи бабки и стола за один оборот планшайбы, равной
0,18 мм/об (устанавливают по правой стороне таблицы).
5. ЗАЖИМНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОДВИЖНЫХ ОРГАНОВ
СТАНКА МОД. 2620В
При создании жесткой системы и выборе зазоров в соединениях
подвижных органов станка для повышения точности обработки
применяют различные зажимные устройства. Зажимы подвижных
85
органов осуществляют в двух взаимноперпендикулярных пло-
скостях с помощью прижимных планок.
Зажим шпиндельной бабки. Его производят поворотом руко-
ятки 12 (рис. 63, а) вверх до упора. Рукоятка 12 связана с эксцент-
риком 10, сидящим на оси 9, закрепленной в серьге 6 тяги 5. При
повороте рукоятки на 180° в положение / (зажато) ролик 8, сидя-
щий на неподвижной оси втулки 7, отжимает эксцентрик 10 с тягой
5 влево. Плоская пружина 4 нажимает на затяжные клинья 11,
перекатывающиеся на роликах-иголках. Регулировку механизма
производят в следующей последовательности: устанавливают руко-
ятку 12 в положение II (отжато), отвертывают винт 2 и освобож-
дают гайку 1 от фиксирующей гребенки 3. Затем вращают гайку /,
регулируют зажим так, чтобы при установке рукоятки 12 зажима
в положении / (зажато) прогиб плоской пружины был равен 5 мм,
далее закрепляют гайку 1 с помощью гребенки 3 и винта 2.
Зажим поворотного стола. Его производят поворотом рукоят-
ки 5 (рис. 63, б) вправо до упора; при повороте рукоятки влево до
упора происходит отжим. Регулировку механизма производят так.
Рукоятку 6 переводят в положение // (отжато), ослабляют контр-
гайки 4 и гайками 3 регулируют зазор между каждой планкой 2
и корпусом стола (зазор примерно 0,1 мм). При этом стержень 5
не должен касаться стенки отверстия 1 саней и гайки 3, которую
зажимают контргайкой 4.
Механизм зажима верхних саней станка. Зажим производят по-
воротом рукоятки 11 вправо, в положение / (рис. 64, а)
Рукоятка 11 связана с эксцентриком 5, которым смещается тяга
6 в направлении стрелки А. При этом планка 7 и связанные с ней
а)
Рис. 63. Механизмы зажина:
а — шпиндельной бабки оакк.а; б tiu-bvpv.uviu стола С1анка
86
Рис. 64. Механизмы зажима саней стола станка 2620В:
а — верхних: б —нижних
тяги 9, рычаги 8 поворачивают шлицевые зажимные винты 10,
которыми затягивают зажимные планки 4.
Механизм зажима нижних саней (рис. 64, б). Зажим произво-
дят поворотом рукоятки (/, // — ее положения). Принципиально
зажим нижних саней стола не отличается от механизма зажима
верхних саней
Регулировку механизмов зажима (рис. 64) верхних и нижних
саней стола осуществляют гайками 1 на шлицевых винтах 10
.зажимных планок 4. При этом устанавливают соответствую-
щую рукоятку в положение // (отжато) и, отвернув на несколько
оборотов винт 3, освобождают гайку / от фиксирующей гребенки
2. Вращением гайки / регулируют зазор между планками 4 и нап-
равляющими так, чтобы он составлял примерно 0,1 мм; при этом
зазор между всеми зажимными планками и направляющими дол-
жен быть одинаковым; закрепляют гайку 1 фиксирующей гре-
бенкой 2
Зажим расточного шпинделя — винтовой и осуществляется
поворотом рукоятки до отказа, зажим радиального суппорта на
планшайбе — двумя винтами посредством торцового ключа. За-
жим ползуна люнета задней стойки на вертикальных направляю-
щих производят двумя гайками.
87
ГЛАВА ПЯТАЯ
КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Координатно-расточные станки принадлежат к той группе ме-
таллорежущих станков, которые обеспечивают универсальными
средствами обработку отверстий с точным расположением осей.
Особенностью координатно-расточных станков является переме-
щение обрабатываемых деталей в прямоугольных или полярных
координатах. Кроме расточки на станке выполняют сверление,
чистовое фрезерование, разметку, проверку линейных размеров
и т. д. Применяя поворотные столы, производят обработку (в поляр-
ной системе координат) отверстий с наклонными взаимно перпен-
дикулярными осями, а также проточку торцовых поверхностей.
Координатно-расточные станки применяют в. единичном и мелко-
серийном производствах при обработке отверстий в кондук-
торных плитах, корпусах приспособлений и Ответственных дета-
лей машин, когда необходимо достигнуть высокой точности вза-
имного расположения осей отверстий обрабатываемых деталей без
специальной оснастки.
Точность линейных перемещений на координатно-расточных
станках находится в следующих пределах: для станков малых
размеров 2 мкм, средних 3—4 мкм и крупных 6—8 мкм. В станках
повышенной точности (мастер-станки) точность установки размеров
достигает I мкм, а угловое перемещение до 5". Координатно-расточ-
ные станки обеспечивают не только высокую точность распо-
ложения осей обрабатываемых отверстий, но и высокую точность
их геометрической формы (по круглости и цилиндричности). Кон-
струкция координатно-расточного станка является по существу
сочетанием металлорежущего станка и измерительной машины,
что дает возможность контролировать детали, обработанные на
других станках. Эти станки применяют для точных разметочных,
делительных и других работ. Координатно-расточные станки де-
лят по компоновке, типу измерительных устройств и степени авто-
матизации.
По компоновке координатно-расточные станки делят на одно-
и двухстоечные (рис. 65, а, б). Одностоечные станки обычно имеют
один шпиндель и стол, перемещающийся в продольном и попереч-
ном направлениях. В двухстоечных станках стол имеет продоль-
ное перемещение, а шпиндельная бабка может перемещаться по
траверсе в поперечном направлении перпендикулярно направ-
лению перемещения стола.
Особой группой являются координатно-шлифовальные станки,
предназначенные для окончательной обработки отверстий и пло-
скостей закаленных деталей. Отечественная промышленность вы-
88 1
Рис. 65. Координатно-расточные станки:
а — одностоечный: 1 — станина; 2— шпиндельная бабка; 3 — стол с
салазками 4; б — двухстоечный: / — станина; 2 — стойки; 3 — шпин-
дельная бабка; 4 —траверса; 5 — стол
пускает координатно-шлифовальные станки с размерами рабочей
поверхности стола от 250x450 до 630x900 мм на базе соответст-
вующих координатно-расточных станков. Их оснащают шли-
фовальными головками, представляющими собой механизм с пнев-
моприводом, установленный на шпинделе планетарного движения.
Для повышения точности обработки координатно-расточные
станки устанавливают в специальном помещении с термоконстант-
ной установкой, непрерывно поддерживающей температуру в по-
мещении t = 20+0,2° С, и требуют особого наблюдения за об-
щей чистотой помещения и особенно за чистотой воздуха. Тща
тельный уход за станком — один из важных факторов, обеспечива-
ющих точность его работы и достижение высокой точности обра-
батываемых деталей
2. ОТСЧЕТНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
• Отсчетно-измерительная система является одним из важней-
ших устройств координатно-расточного станка, определяющая его
точность. Точное перемещение подвижных элементов станка
можно осуществить применением следующих четырех систем
измерительных устройств: 1) точных ходовых винтов с лимбами,
нониусами и коррекционной линейкой; 2) жестких и регулируемых
концевых мер в сочетании с индикаторными устройствами; 3) точ
ных масштабов с оптико-механическими системами; 4) индуктив-
ных проходных винтовых датчиков для измерения координат.
В станках, оснащенных первой системой (рис. 66, а), измери-
тельный стол / перемещают вручную маховичком 5 с помощью
ходового винта 2. Величину поворота устанавливают по лимбу
4, закрепленному на винте, и по нониусу 3, свободно сидящему на
5 Зак. 76
89
ходовом винте. Неточности шага ходового винта исправляют коррек-
ционной линейкой 9 с криволинейным контуром. При изменении
погрешности шага ходового винта линейка 9 через рычажную си-
стему 6—7—8 поворачивает нониус 3. Точность измерения коор-
динаты этим способом недостаточно высокая и зависит от степени из-
носа элементов измерительной системы и скручивания ходового
винта. При измерениях по этой системе квалификация рабочего
может быть невысокой.
В станках, оснащенных второй системой (рис. 66, б), измерения
точности величины перемещения с помощью концевых мер и чув-
ствительного индикатора не зависит от точности механизма
лимб — ходовой винт (6) — гайки стола (г и в), перемещающего
стол /. Размер, устанавливаемый набором плиток 4, равен вели-
чине перемещения стола I. Плитки устанавливают между упором
5 стола и штифтом 3 индикатора, закрепленного на столе, переме-
щаемом по нониусу 2.
Точность измерения координаты по этой системе зависит от
точности эталонов длины индикатора и чувствительности упоров.
Этот метод отсчета координаты требует высокой квалификации
рабочего.
В станках, оборудованных третьей системой отсчета, точную
установку стола осуществляют с помощью оптико-механического
устройства. По виду штриховых мер различают три типа оптико-
Рис. 66. Отсчетно-измерительные системы:
а—стол координатно-расточного станка с отсчетом координат посредством точного хо-
дового винта с лимбом и коррекционной линейкой; б — стол координатно-расточного
станка с отсчетом координат с помощью концевых мер; в- оптико-механическое уст-
ройство для отсчета координат по цилиндрической штриховой мере; г — устройство для
набора и отсчета координат; д — электросхема устройства для набора и отсчета коор-
динат
90
механических систем: цилиндрические (зеркальные валики), пло-
ские стеклянные и плоские металлические. Координаты отсчиты-
вают по штриховым эталонам длины, не участвующим в пере-
мещении стола. Положение рисок эталона длины фиксируют шка-
лами окулярного отсчетного устройства. На рис. 66, в приведена
схема оптического устройства станка мод. 2450М с цилиндической
штриховой мерой 3. От источника света 5 лучи, пройдя через лин-
зы, падают на плоскопараллельную стеклянную пластину 4, распо-
ложенную под углом 45Q. Часть светового пучка, преломляясь,
идет вниз и, попадая в окуляр, создает освещенное поле зрения на
пластинке /. Другая часть лучей, отражаясь от пластины 4, попадает
на поверхность штриховой меры и, отражаясь от нее, также по-
падает в окуляр.
В поле зрения на пластине 1 виден так называемый индекс-
штрих 6, в просвете которого необходимо расположить риску 2,
отображенную с поверхности штриховой меры 3. Симметричное
расположение риски в просвете свидетельствует о завершении
координатного перемещения. Установку целых миллиметров коор-
динатного размера производят по миллиметровой линейке, а уста-
новку десятых долей миллиметра поворотом штриховой -меры 3
по лимбу и нониусу. _
Для снижения зрительной утомляемости при наблюдении дели-
тельных шкал в микроскоп в некоторых станках применяют экран-
ную оптику, при которой наблюдение за штрихами установочных
оптических шкал производится на экране.
На станках с четвертой системой отсчета (рис. 66, г) коорди-
нат с помощью индуктивных проходных винтовых датчиков про-
изводят предварительный набор координат во время обработки
предыдущего отверстия, а также отводят стол с обрабатываемой
деталью для измерения растачиваемых отверстий, не нарушая на-
бранной координаты. Винтовой индуктивный датчик дает воз-
можность измерять перемещения с точностю I—2 мкм. Два сер-
дечника 2 и 5 с катушками /Д' и Ж индуктивного датчика прикреп-
лены на столе 7 станка. Катушки датчиков включены последо-
вательно (рис. 60, д).
В отверстиях сердечников нарезана резьба с шагом, равным
шагу винта 6, диаметр которого на 0,3—0,4 мм меньше внутреннего
диаметра сердечников. Сердечники 2 и 5 смещены друг относитель-
но друга на величину, равную половине шага винта, что дает воз-
можность увеличить чувствительность индуктивного устройства.
Суммарные воздушные зазоры между витками резьбы сердечников
5 и 2 датчика и винта 6 будут равны и минимальны только в одном
относительном положении, в других случаях увеличение суммар-
ного воздушного зазора в сердечнике 5будет сопровождаться умень-
шением его в сердечнике 2. Это вызывает изменение тока в электри-
ческой цепи индуктивного устройства. Стрелка миллиамперметра
мА будет показывать нуль при равенстве суммарных воздушных
зазоров в сердечниках 5 и 2 во время перемещения стола 7 относи-
5*
91
тельно винта 6 через каждую половину его шага, обеспечивая точ-
ную непрерывную величину отсчета перемещений. Отечет задан-
ной координаты перемещений стола 7 производят включением мил-
лиамперметра только перед определенным витком винта 6, опре-
деляющим заданную координату. Это осуществляют последова-
тельным включением двух микропереключателей 3 и 4 от упора 1
ползуна 18, который устанавливают винтом 19.
Микропереключателем 3 переключают быстрое перемещение
стола на медленное, микропереключателем 4 включают миллиампер-
метр индуктивного устройства. Количесто витков винта 6 и пол-
зуна 18 с упором 1 устанавливают маховичком 11 через червячную
передачу 9, 10, конические колеса 15 и 16, зубчатые передачи
17—8. Целые миллиметры отсчитывают по лимбу 12, связанному
с винтом 6, а тысячные — по нониусу лимба 14. Сотые доли мил-
лиметра отсчитывают по лимбу 13.
3. КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2Д450
Основанием одностоечного координатно-расточного станка
мод. 2450 является станина /, к которой примыкает вертикальная
стойка // (рис. 67). Шпиндельная бабка IV представляет собой от-
дельный механизм, корпус которого имеет две V-образные приз-
матические направляющие, и может перемещаться по вертикаль-
ным направляющим III. Наверху шпиндельной бабки располо-
жена коробка скоростей XI для сообщения вращательного дви-
жения шпинделю V. На станине / расположены пульт управления
VI и механизм предварительного набора координат VIII. Стол
и салазки VII имеют раздельный привод; IX — привод переме-
щения стола, X — привод перемещения салазок. По горизонталь-
ным направляющим станины перемещается стол. Одна направля-
ющая для перемещения стола плоская, а другая V-образная. Тела
качения — ролики, заключенные в металлические сепараторы
и опирающиеся непосредственно на поверхности основания и
стола.
Техническая характеристика станка мод. 2Д450
Размеры рабочей поверхности стола (ширинаХдлина), мм . . 630X1120
Перемещение стола, мм, не более:
продольное . ........................................ 1000
поперечное . . . . .............................. 630
Перемещение шпинделя, мм, не более ........ 270
Перемещение шпиндельной бабги, мм, не более................. 330
Диаметр сверления, мм, не более............................. 30
Диаметр растачивания, мм, не более.......................... 250
Расстояние, мм:
от торца шпинделя до поверхности стола ..... . . 200—800
от оси шпинделя до стойки (высота)....................... 710
Станок обеспечивает точность расстояния между осями расто-
ченных отверстий 8 мкм; диаметра (овальность) расточенных от-
верстий 4 мкм; установки координат 6 мкм и установки стола по
угловым координатам 5',
92
Рис. 67. Координатно-расточной станок мод. 2Д450, органы его управления:
/ — маховичок ручного перемещения салазок; 2— регулятор скорости перемещения^еа*
лазок; 3—пульт управления станком; 4 — рукоятка ускоренного перемещения шпинделя;
5 — рукоятка механизма отключения подачи гильзы на заданной глубине; 6 — указатель
частот вращения шпинделя; 7 — указатель скорости перемещения гильзы; 8 — маховичок
установки ступеней частот вращения шпинделя; 9 — маховичок ручной подачи шпинделя;
10—регулятор подачи гильзы шпинделя; //—регулятор скорости перемещения стола;
12—маховичок ручного перемещения стола; 13—механизм набора координат салазок;
14—маховичок микронной шкалы стола; 15—кнопки приведения отсчета оптической
системы к нулю; 16— механизм набора координат стола; /7 — маховичок микронной
подачи салазок
Кинематическая схема станка (рис. 68) состоит из следующих
кинематических цепей: главного движения, вертикальной подачи
гильзы для установочного перемещения стола и салазок. Каждая
кинематическая цепь приводится в движение отдельным электро-
двигателем.
Главное движение. Вращательное движение шпинделю сооб-
щают от регулируемого электродвигателя постоянного тока
Ml (N = 2,2 кВт, «.= 350-4-2800 об/мин) через клиноременную
150 ,
передачу с диаметрами шкивов двухскоростную коробку ско-
33 70 зз
ростей с передаточными отношениями или =х,
‘ ‘ /0 40 /U Ьо
Найдем максимальную и минимальную частоты вращения шпин-
* 33 70
деля при включении зубчатых передач :
«max = 2800-0,985«2000 об/мин;
170 70 40
«min = 350-0,985 « 250 об/мин,
170 70 40
где 0,985 — коэффициент скольжения ремня. Найдем тоже при вклю-
33 19
ченни зубчатых передач
93
„^==2800-0,985 — — — «400 об/мин;
max ’ 170 70 56
п nlin = 350 0,985 — — — « 50 об/мин.
170 70 56
Таким образом, двухскоростная коробка скорссгей обеспечи-
вает две ступени регулирования частоты вращения шпинделя:
первая в пределах 250—2000 об/мин и вторая в пределах 50—
400 об/мин. Внутри каждой ступени регулирования производит-
ся бесступенчатое изменение частот вращения шпинделя за счет
регулирования частоты вращения вала электродвигателя. Сде-
довательно, частоты вращения регулируют бесступенчато в пре-
делах 50—2000 об/мин.
Требуемую частоту вращения шпинделя устанавливают* указа-
телем 6 (рис. 68). Переключение диапазона ступеней частоты вра-
щения шпинделя производят вручную маховичком через цепную
передачу г = 9 и г = 9. На верхнем валу со звездочкой г = 9
установлен эксцентрик, на оси которого расположен шарико-
подшипник между зубчатыми колесами г = 40 и г — 56. Пово-
ротом оси эксцентрика осуществляют переключение зубчатых
колес 40 и 56 и тем самым включают первый или второй диапазо-
ны регулирования частоты вращения шпинделя.
Вертикальная подача гильзы шпинделя. Осевое перемещение
4—300 мм/мин шпинделя осуществляют от электродвигателя
постоянного тока М3. От вала электродвигателя движение пере-
1 21
дают через червячную передачу ==, цилиндрические колеса ,
червячную передачу рейку г = 16, модуля m = 3. При выклю-
ченной фрикционной муфте рукояткой Б можно вручную вращать
реечную шестерню и тем самым поднимать или опускать гильзу
шпинделя. Контроль величины скорости подачи гильзы производят
по указателю 7 (см. рис. 67). Для точных перемещений гильзы имеет-
22
ся маховичок В, который через коническую передачу приводит
во вращение червячную передачу и, следовательно, вращает рееч-
ную шестерню.
Установочное перемещение шпиндельной бабки. Шпиндельная
бабка перемещается с постоянной скоростью от асинхронного элект-
родвигателя М2 через червячную передачу 22 и, червячно-реечную
передачу. Шпиндельная бабка уравновешена противовесом П.
Перемещение салазок. Перемещение салазок осуществляют
от электродвигателя М4 с регулируемой частотой вращения через
1 20
червячную передачу эд, коническую передачу и червячную
рейку с шагом 10 мм. Точную установку салазок производят от ма-
ховичка Г по той же кинематической цепи. Перемещение стола
94
Рис. 68. Кинематическая схема координатно-расточного станка мод. 2Д450
осуществляют от электродвигателя М5 с регулируемой частотой
вращения через червячную передачу коническую передачу
и червячную рейку с шагом 10 мм. Точную установку стола произ-
водят от маховичка Д по той же кинематической цепи.
Регулированием частоты вращения электродвигателей обеспе-
чивают изменение подачи стола и салазок в пределах 30—300 мм/мин.
95
Предварительный набор координат стола и салазок. Порядок
подбора величины перемещения стола и салазок аналогичен. Зуб-
чатые колеса 2 и 6 с числом зубьев г = 32 зацепляются с рейка-
ми, прикрепленными к столу и салазкам. Зубчатое колесо 2 (или 6),
получив вращение от рейки 1 (или 7), вращает гайку 3, которая
при этом перемещается вдоль винта 4. При отработке координат
вместе с гайкой 3 вращается и перемещается лимб 5 с кулачками,
которые при подходе к заданной координате вначале дают команду
на снижение скорости движения стола (салазок), а затем на полный
его останов. При наборе координат лимб 5 с кулачками переме-
щается вдоль оси гайки 3.
Зажим подвижных сборочных единиц станка. Зажим шпиндель-
ной бабки, стола и салазок осуществляют пружинными механиз-
мами, а разжим — пневматическими цилиндрами. Механизм за-
жима шпиндельной бабки на направляющих осуществляют пру-
жиной /К и рычагами Е и 3. Отжим производят пневмоцилиндром
И, воздух к которому поступает через кран по магистрали /'от
заводской пневмосети по магистрали III, а к группе стола — по
магистрали II.
Пневматическая установка состоит из кранов 8 и 9 для управ-
ления механизмом зажима стола и салазок; крана 10 управления
механизмом зажима шпиндельной бабки; обратного клапана 11,
реле 12 давления; регулятора 13 давления воздуха и влагоот-
делителя 14.
Стол и салазки находятся в зажатом состоянии и разжимаются
только перед началом перемещения. Разжим может произойти ав-
томатически при повороте регулятора, включающего движение сто-
ла или салазок, или от отдельной кнопки. Для разжима исполь-
зуют сжатый воздух, поступающий через краны управления 8
-и 9 к цилиндрам механизмов зажима стола, и салазок. Давление
воздуха регулируют регулятором 13. Реле давления 12 отрегулиро-
вано на минимальное давление 0,35 МПа. Обратный клапан 11
предотвращает самопроизвольный зажим перемещающихся элемен-
тов стайка при падении давления в пневмосети.
Шпиндельная бабка станка (рис. 69). Корпус 1 шпиндельной
бабки имеет две V-образные призматические направляющие 5,
с помощью которых шпиндельная бабка перемещается по двум
вертикальным направляющим стойки станка. В корпусе шпиндель-
ной бабки смонтированы гильза 6 с расточным шпинделем 7,
механизм подачи гильзы и рукоятка 3 ручного перемещения. При
нажиме на рукоятку от себя произойдет включение фрикционной
муфты, которая смонтирована в корпусе червячного колеса, в ре-
зультате этого гильза получит механическое перемещение от при-
вода подач. Если же рукоятку 3 потянуть на себя, произойдет вы-
ключение фрикционной муфты, и тем самым можно, вращая их
вручную, осуществлять быстрые перемещения. Медленные пере-
мещения для точной установки гильзы осуществляют вращением
маховичка 4 посредством червячной передачи. Винтом 2 произ-
96
Рис. 69. Шпиндельная бабка координатно^расточного станка мод. 2Д450
водят зажим гильзы при
2 фрезеровании плоскостей
V. и подрезке торцов.
Оптическая система
станка. Установку оси от-
верстия на обрабатываемой
1 детали по отношению к
оси шпинделя и перемеще-
] ние ее на необходимое рас-
—' стояние (координату) осу-
ществляют перемещением
стола и салазок, контроли-
руемых с помощью опти-
ческого устройства, состоя-
Рис. 70. Пример отсчета на экране (отсчет Щего из стеклянных ли-
равен 73.000 мм) неек, укрепленных на столе
и салазках станка. Мас-
штаб стеклянной линейки стола имеет 1000 делений через милли-
метр, а масштаб стеклянной линейки салазок — 630 делений. Штрихи
делений проектируют на матовый экран с 75-кратным увеличением.
Для отсчета сотых долей миллиметра на шкале / в плоскости
экрана имеется шкала 2 со 100 делениями. Для отсчета тысячных
долей миллиметра — шкала 3 микронов (рис. 70).
Удобнее вести отсчет величины перемещения от начального по-
ложения, которое выражено не дробным, а ближайшим целым
числом. Для этого в системе предусмотрена подрегулировка, ко-
торую называют приведением отсчета к нулю.
На рис. 71 показан ход лучей в оптическом отсчетном устрой-
стве продольного перемещения стола станка. От источника света 1
(лампочка) луч проходит стеклянный продольный масштаб 2,
Рис. 71. Ход лучей в оптическом отсчетном устройстве продоль-
ного хода координатно-расточного станка
98
проецирует риски миллиметровой шкалы на экран 8 с помощью
объектива 3, призмы 4 приведения отсчета к нулю, плоскопараллель-
ной пластины 5 и окуляра 6. Для приведения отсчета к нулю поль-
зуются маховичком 10, которым поворачивают призмы 4 до
совпадения нуля или ближайшего сотого деления шкалы экрана
с проекцией риски масштаба. Требуемое смещение шкалы микро-
нов устанавливают маховичком 9. Коррекционная линейка 7 ры-
чажными механизмами связана с плоскопараллельной пластиной 5.
Стол станка перемещается по направляющим качения, что обес-
печивает малые потери на трение и способствует обеспечению
высокой точности перемещения стола, при этом одна направляющая
плоская, а вторая V-образная.
4. ОСНАСТКА КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
Координатно-расточные станки снабжают многочисленными при-
способлениями, измерительным и специальным режущим ин-
струментом для выполнения работ высокой точности. К их числу
относят центроискатель с индикатором, оптический центроиска-
тель, оправку-центроискатель, установочный центр, патроны, по-
воротно-делительные столы и др.
Центроискатель с индикатором (рис. 72). Он предназначен для
совмещения отверстий обрабатываемой детали, закрепленной на
столе станка с осью шпинделя для выверки перпендикулярности
торца детали к оси шпинделя для установки вертикальной пло-
скости или образующей ци-
линдрической поверхности об-
рабатываемой детали парал-
лельно ходу стола или салазкам.
Корпус 2 центроискателя
закрепляют на линейке 3, ко-
торую конусным хвостовиком 1
устанавливают в шпинделе. При
контроле внутренний цилиндри-
ческих поверхностей щуп 8 при-
жимается к проверяемой поверх-
ности усилием пружины индика-
тора 9 через, рычаг 7. При кон-
троле наружных цилиндричес-
ких поверхностей рукоятку 4 со
штоком 5 необходимо вытянуть
из корпуса центроискателя и
развернуть на 90°. При этом
пружина 6 подаст шток 5
вперед. Щуп 8 будет прижи-
маться к контролируемой по-
верхности усилием пружины 6.
При проверке торцов щуп 8
Рис. 72. Центроискатель с индикато-
ром
99
вывинчивается, а индикатор 9 закрепляется измерительным штиф-
том вниз.
На рис. 73 приведены схемы выверки: формы и расположения
различных поверхностей внутренних цилиндрических (рис. 73, а),
наружных цилиндрических (рис. 73, б), горизонтальных (рис. 73, в)
и вертикальных (рис. 73, г).
Микрсскоп-центроискатель (рис. 74). Он предназначен для
совмещения кромки обрабатываемой детали или какой-либо ее
точки с осью шпинделя и для установки вертикальной плоскости
детали параллельно ходу стола или салазок.
Корпус 1 микроскопа имеет хвостовик 2, которым он крепится
в конусном отверстии шпинделя станка. В корпусе смонтирована
оптическая часть микроскопа, состоящая из объектива 6, призмы
(зеркала) 3, сетки 4 с перекрестием и окуляра 5.
Схема выверки положения кромки обрабатываемой детали
относительно оси шпинделя показана на рис. 75. Для этой цели поль-
зуются проверочным (визирным) угольником 2, который устанав-
ливают на обрабатываемую деталь / и прижимают рукой. Риска,
нанесенная на полированной горизонтальной плоскости, обра-
щенной к микроскопу 3, должна совпадать с направлением верти-
кальной плоскости П угольника. Микроскоп установлен в шпин-
деле 5 станка. Наблюдая риску наугольнике через окуляр 4, доби-
ваются такого изображения, при котором риска Р располагается
в середине перекрытия. Вертикальная плоскость А риски должна
совпадать с опорной поверхностью угольника П.
К координатно-расточным станкам прикладывают большой на-
бор различных приспособлений, таких, как резцедержатель с точ-
ной подачей, универсальный резцедержатель, борштанги и др.
Универсальный резцедержатель (рис. 76) предназначен для
расточки отверстий и подрезки торцов во время вращения шпин-
деля и при автоматической радиальной подаче резца.
Корпус 8 резцедержателя закрепляют в шпинделе станка.
Ползун 5, в котором закрепляют . резец, может перемещаться в
корпусе по направляющим типа ласточкина хвоста в радиальном
направлении. При подрезке торца корпуса резцедержателя вра-
Рис. 73. Схемы выверки с помощью центроискателя
100
Рис. 74. Оптическая система
микроскопа-центроискателя
Рис. 75. Схемы выверки по-
ложения кромки обрабаты-
ваемой детали относительно
оси шпинделя
щается вместе со шпинделем станка. Кольцо 9, соединенное с коль-
цом 3 рукояткой 4, удерживается от вращения. В кольце 9 уста-
новлены штыри 7, которые благодаря выточкам и шарикам 11 мо-
гут занимать два фиксированных положения; положение Е — вклю-
чено и положение М — выключено. Звездочка /, находясь в кор-
пусе резцедержателя, вращается вместе с ним. При вращении шпин-
деля станка звездочка 1 своим зубом сцепляется со штырем 7,
находящимся в положении Е, и поворачивается вокруг своей оси.
Угол поворота оси звездочки за один оборот шпинделя опреде-
ляется числом включенных штырей 7. Поворот звездочки передает-
ся на червячную передачу, червяк которой выполнен за одно це-
лое с ней. Ступица червячного колеса представляет собой гайку 6,
в которую ввинчей> винт 10, который при подрезке торца детали
закреплен в ползуне 5 неподвижно. Следовательно, при вращении
червячного колеса ползун будет перемещаться в радиальном на-
правлении по неподвижному винту 10.
Штыри 7 включают (положение Е) и выключают (положение М)
при наладке резцедержателя вручную каждый штырь в отдель-
ности, а чтобы штырь при включении не выпал, на кольце 3 имеет-
ся буртик. В торце хвостовика резцедержателя имеется мас-
ленка 2.
Вспомогательный инструмент. В комплект вспомогательного
инструмента входят девять сменных цанге диаметрами 4, 5, 6, 8,
10, 12, 14, 16 и 18 мм для крепления инструмента с цилиндрическим
хвостовиком и сверлильный патрон для сверл диаметром до 10 мм.
Со станком поставляют два комплекта переходных втулок для креп-
ления инструмента с конусным хвостовиком в приемном конусе
101
о

Рис. 76. Универсальный резцедержатель
Рис. 77. Горизонтальный поворотно-делительный стол:
1 — рукоятка фиксатора; 2 — нониусу 3 — счетный бара-
бан; 4 — фиксатор (может смещаться в пределах ±5°);
5 — планшайба; 6 — корпус; 7 — цилиндрическое или ко-
ническое отверстие; 8— наружная шкала
Шпинделя. Со станком поставляют пружинный керн для размет*
ки на станке и црробчатый стол для крепления обрабатываемых
деталей небольшой высоты или требующих крепления на верти*
кяльную плоскость. Коробчатый стол снабжен Т-образными па-
зами на двух строго перпендикулярных плоскостях.
К координатно-расточному станку, как правило, прилагают
два делительных стола. Делительный механизм и конструкция план-
шайбы обоих столов одинаковы, но отличаются наличием устрой-
ства для наклона планшайбы.
Горизонтальный поворотно-делительный стол (рис, 77). Шпин-
дель стола может вращаться с планшайбой относительно вер-
тикальной оси. Установку деталей на поворотно-делительном
столе применяют для работы в прямоугольной и полярной систе-
мах координат. Основное назначение горизонтальных поворотно-
делительных столов состоит в точном отсчете угловых величин по-
ворота, что при одновременном применении прямоугольной системы
103
Рис. 78. Универсальный поворотно-делительный стол: -
1— планшайба; 2 — поворотное основание; 3 — корпус; 4 — установоч-
ные сухари; 5 — рукоятка прижима планшайбы; 6~ маховичок накло-
на планшайбы; 7 — маховичок поворота планшайбы
координат дает возможность производить обработку и в полярной
системе координат, при которой координатами являются расстояние
между осями отверстий и угол, отсчитываемый от измерительной
базы. Поворотно-делительный стол закрепляют на столе станка после
тщательной выверки относительного положения плоскостей план-
шайбы поворотно-делительного стола и плоскости стола.
Положение оси вращения шпинделя относительно плоскости
планшайбы проверяют индикатором, укрепленным в специальной
оправке в шпинделе станка. При обработке деталей с поворотом
стола следует совместить ось вращения шпинделя с осью поворота
делительного стола. Такое совмещение осуществляют о помощью
индикаторного центроискателя.
™" Обработка отверстий, расположенных по радиусу окружности
в плоских деталях, может быть выполнена как в полярной, так
и в прямоугольной системе координат.
Горизонтальный поворотно-делительный стол может вращаться
только в горизонтальной плоскости.
Универсальный поворотно-делительный стол (рис. 78.) Стол
имеет два делительных устройства: первое отсчитывает угол по-
ворота плоскости планшайбы вокруг вертикальной оси (0—360°),
а второе—угол наклона от 0 до 90°. На универсальных поворот-
но-делительных столах размечают и обрабатывают детали, оси от-
верстий и плоскости которых расположены под заданными углами
относительно их установочной и измерительной баз. При одном
установе детали можно расточить и разметить отверстия, заданные
как в прямоугольной, так и в полярной системе координат.
Отсчет угловых величин наклона оси шпинделя универсально-
поворотного стола с механической измерительной системой мож-
но производить с точностью I—2', а с применением оптической
измерительной системы с точностью 1—6".
104
Универсально-поворотные столы ус-
танавливают на столе станка так, что-
бы их установочные сухари 4 попадали
в точные Т-образные пазы стола. При
установке универсально-поворотного сто-
ла проверяют параллельность рабочей
плоскости поворотного стола и переме-
щения шпинделя или стола станка, вер-
тикальность при горизонтальном рас-
положении оси планшайбы, поворотного
стола, перпендикулярность рабочей
плоскости планшайбы оси шпинделя
станка. Эти проверки осуществляют
индикатором, установленным в специ-
альной оправке в шпинделе станка.
На рис. 79 показана выверка оси
поворотного стола относительно оси
шпинделя станка с помощью индикатор-
ного центроискателя и центрирующего
стержня с шаровым наконечником.
Рис. 79. Выверка положения
оси поворотного стола отно-
сительно оси шпинделя стан-
ка
Рис. 80. Тпиовые примеры установки деталей на универсальных поворот-
но-делительных стблах
105
Типовые примеры установки деталей на универсальных пово-
ротно-делительных столах показаны на рис. 80. На рис. 80, а
показаны соответственно обрабатываемая деталь, сверление от-
верстий диаметром d± и d2. Обрабатываемая деталь имеет два от-
верстия, оси которых взаимно перпендикулярны, поэтому об-
работку их производят в двух положениях планшайбы стола. От-
верстие с диаметром dA сверлят при горизонтальном положении
планшайбы, совместив при этом ось поворотного стола с осью вра-
щения шпинделя станка. Для обработки отверстия диаметром а?2
наклоняют планшайбу стола на 90°. Для того чтобы совместить
ось отверстия детали с осью шпинделя станка, стол станка пере-
мещают на величину х = Нй + т + Ь, где На — расстояние от
центра вращения стола до плоскости планшайбы, мм; т — высо-
та мерных подставок, мм; b — расстояние от плоскости основания
детали до осн отверстия диаметром d?.
На рис. 80, г — е приведены типовые схемы установки обра-
батываемой детали 1 на универсальном поворотно-делительном
столе 3 с применением центрирующей оправки 2 при обработке
отверстий, расположенных под углом к установочной плоскости
детали. Универсальный поворотно-делительный стол 3 центрируют
с- помощью центрирующей оправки 2, фиксируя положение стола
станка. Для обработки отверстий по схемам на рис. 80, г — е не-
обходимо стол станка переместить на величину х (расстояние от
центра сферической головки центрирующей оправки до оси обра-
батываемого отверстия):
рис. 80, г: х = — cos a ДА sin а—a sin а;
2
рис. 80, д: z = Asina—^-cosa—asina;
рис. 80, е: x = asina—у- cos а — Asina,
где L — расстояние от плоскости планшайбы до центра сферической
головки оправки, мм; D — наружный диаметр детали, мм; a —
угол наклона универсально-поворотного стола, равный углу
между осью обрабатываемого отверстия и осью цилиндра обраба-
тываемой детали.
5. КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ МОД. 2455, 2459
Координатно-расточный станок мод. 2455 (рис. 81). Он пред-
назначен для выполнения следующих операций: сверления, зен-
керования, развертывания 'и растачивания отверстий в кондукто-
рах, матрицах, пресс-формах, приспособлениях и деталях, к которым
предъявляют требования высокой точности межосевых расстоя-
ний и геометрической формы отверстий.
106
Техническая характеристика координатно-расточного станка мод. 2455
Рабочая поверхность стола (ширинаХдлина), ми . . . 900X630
Перемещение, ни, не более
шпиндельной бабки........................... 630
стола.............................................. 800
поперечины . t.............................. 500
гильзы шпинделя............................. 220
Масса обрабатываемой детали, кг, не более .... 800
Расстояние от торца шпинделя до зеркала стола, мм, не
более..............................................., 800
Диаметр гильзы шпинделя, мм.......................... 120
Частота вращения шпинделя, об/мин.................... 40—2000
Подача гильзы шпинделя стола и шпиндельной бабки, мм . 2,5—500
Скорость быстрого хода стола и шпиндельной бабки,
мм/мин . . , . .............................. 1500
Даметр, мм, не более:
сверления.............................................. 40
растачивания........................................... -250
Диаметр фрезы, мм, не более....................... . 125
Мощность электродвигателя привода шпинделя, кВт . . 3,2
Габаритные размеры станка (длинаХширинаХвысота) . 2910X2240X2680
Наличие на столе точных оптических горизонтального и уни-
версального поворотных столов дает возможность обрабатывать
вертикальные и наклонные отверстия в полярной системе коор-
динат, круговые пазы и криволинейные поверхности точных шаб-
лонов. Высокая жесткость станка дает возможность производить
получистовое и чистовое
фрезерование е шерохова-
тостью поверхности Ra —
= 0,05 мкм.
Оптические системы от-
счета перемещений стола и
бабки с ценой деления
~ 1 мкм и гильзы с ценой де-
ления 5 мкм позволяют ис-
пользовать станок как
точную измерительную
машину при разметочных
работах, проверке линей-
ных размеров и межосе-
вых расстояний. Станок
оснащен гидромеханичес-
кими зажимами подвиж-
ных элементов, автомати-
зированным механизмом
зажима инструмента, уст-
ройством для автоматичес-
кого выключения подачи
на установленной глубине.
Управление работой меха-
низмов кнопочное. Приво-
Рис. 81. Координатно-расточной двухстоеч-
ный станок мод. 2455
107
ды подач стола, гильзы и шпиндельной бабки независимые — от
электродвигателей постоянного тока с большим диапазоном регули-
рования. Эти приводы обладают высокой надежностью, бесшумно-
стью и дают возможность изменять частоту вращения шпинделя и
подачу, не останавливая станок.
Станок оборудован системой предварительного набора коор-
динат, выводящей стол и шпиндельную бабку в заданном положении
с точностью 0,3—0,5 мм. Точную установку (0,004 мм) координат
осуществляют маховичками. Точность расстояния между осями
обработанных отверстий 6 мкм, конусообразность не более 4 мкм.
В комплекте со станком поставляют инструментальный шкаф,
переходные универсальный резцедержатель, микроскоп-центроиска-
тель и др., что способствует удобству работы и расширению техно-
логических возможностей станка.
Горизонтальный координатно-расточный станок мод. 2459
(рис. 82). Этот станок обеспечивает обработку с высокой точностью
отверстий в корпусных деталях станков, машин, штампов и приспо-
соблений. Точность установки координат стола и шпиндельной
бабки 6 мкм. Гарантируемая точность межцейтровых расстояний
10 мкм. Особенностью станка является возможность обработки с вы-
сокой точностью за счет точного поворота стола на угол, равный
180°, отверстий, расположенных на противоположных сторонах
крупногабаритных деталей. На станке можно выполнять следующие
операции: сверление, растачивание, развертывание, подрезание
торцов, фрезерование, точную разметку, нанесение точных делений,
нарезание резьбы. Станок оборудован высокоточными оптическими
экранными устройствами отсчета перемещений стола, шпиндельной
бабки, стойки, а также оптическим экранным устройством отсчета
Рис. 82. Горизонтальный координатно-расточной
станок мод. 2459
108
углов поворота стола, что дает возможность обрабатывать детали но
чертежу без специальной оснастки, а также использовать станок
как точную измерительную машину, Приводы подач стола, шпин-
дельной бабки, шпинделя, стойки и поворота стола осуществляют
от электродвигателей постоянного тока с широким диапазоном
регулирования.
6. КООРДИНАТНО-ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ. УХОД
ЗА КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫМИ СТАНКАМИ
Координатно-шлифовальные станки. Для шлифования отверстий
(внутреннее шлифование) с обеспечением особо точных межосевых
расстояний между ними, а также точной формы шлифуемых от-
верстий в деталях из материалов обычной и высокой твердости,
в том числе закаленных, применяют специальные координатно-
шлифовальные станки. Координатно-шлифовальные станки выпус-
кают, как правило, на базе координатно-расточных станков. Они
отличаются от них в основном устройством инструментальной баб-
ки, несущей высокоскоростную шлифовальную головку.
Для внутреннего шлифования и сверления малых отверстий на-
ряду с головками, имеющими ременный привод, и электрошпинде-
лями применяют пневмошпиндели с турбинным приводом. Высокая
окружная скорость рабочего колеса турбины обеспечивает опти-
мальную скорость резания при обработке даже весьма малых отвер-
стий. Возможность плавного регулирования скорости вращения
простым изменением расхода сжатого воздуха делает пневмошпин-
дели особо удобными для координатно-шлифовальных станков
Для пневмошпинделей особенно удобны опоры с воздушной
смазкой, так как для привода и смазки опор применяют один источ-
ник энергии — сеть сжатого воздуха, тогда как электрошпиндели
нуждаются, кроме того, в генераторе тока повышенной частоты.
В ЭНИМСе создана гамма пневмошпинделей для координатно-
шлифовальных станков, техническая характеристика которых
приведена ниже, i
Техническая характеристика пневмошпинделей мод. КА15/30, КА30/90
КА15/30 КА30/90
Частота вращения, об/мин ............. . . 15 000—30 000 30 000—90 000
Мощность на валу, кВт, не более........... 0,5 . 0,25
Отклонение частоты вращения при наибольшей
нагрузке от установленной на холостом ходу,
%, не более ......................................... 10
Давление подводимого воздуха, МПа................ 0,4—0,6
Расход сжатого воздуха, м3/ч, не более............... 70 40
Масса, кг ........................................... 8 9
Габаритные размеры (диаметрХвысота), мм . . . 150X135 150X130
Основой шпинделя является конструкция внутришлифовально-
го шпинделя с воздушными опорами. Ее особенности: напрессован-
109
Рис. 83. Координатно-шлифо-
вальный станок мод. ЗБ282:
1 — станина;- 2 — стол; 3 — сменный
пневмошпиндель; 4 — шпиндельная
бабка; 5 — стойка; 6 — пульт управ-
ления
ная на вал турбина типа сегнеро-
ва колеса — чисто реактивного
типа, которое вращается под дей-
ствием реактивной силы струей
воздуха, выходящего из сопел, вы-
полненных в самом рабочем коле-
се; подача воздуха в турбину через
полый вал; установка и стабилиза-
ция требуемой угловой скорости
(бесступенчатого) — посредством
автоматического регулятора, по-
вышающего жесткость механиче-
ской характеристики.
На координатно-шлифовальном
станке мод. ЗБ282 (рис. 83) кроме
отверстий можно обрабатывать пря-
молинейные и. криволинейные по-
верхности в полярной и прямо-
угольной системах координат под
различным углом к базовой по-
верхности. На станке достигают
шероховатости поверхности Ra =
=0,14-0,16 мкм и точности геомет-
рической формы отверстий 2 мкм.
Станок оснащен координатным
столом с системой предваритель-
ного набора координат и комплек-
том принадлежностей для контроля готовых деталей. Он исполь-
зуется в инструментальном производстве для обработки кондук-
торов, штампов, пресс-форм, приспособлений и в мелкосерийном
иг единичном производствах для особо точных работ.
Техническая характеристика координатно-шлифовального станка мод. ЗБ282
Размеры рабочей поверхности стола (длинаХширина), мм 250X450
Ход стола, мм, не более:
поперечный .............................................. 200
продольный............................................... 320
Точность позиционирования, мкм ............................... 4
Расстояние от торца шпинделя до рабочей поверхности
стола, мм............................................... 190—510
Расстояние от оси шпинделя до колонны, мм .... 265
Пределы механических подач стола (регулирование бессту-
пенчатое), мм/мин.............................. 20—480
Скорость быстрого хода стола, мм/мин.................. 1200
Частота вращения планетарного шпинделя (регулирование
бесступенчатое), об/мин.................................. 15—300
Ход гильзы планетарного шпинделя, мм.................... 60
Мощность привода планетарного шпинделя, кВт . . . 0,7
Частота вращения шлифовальных пневмошпинделей (регу-
лирование бесступенчатое), об/мин........................ 15 000—30 000
Диаметр обрабатываемых отверстий, мм ..... 1,5—130
110
Масса обрабатываемой детали, кг, не более .... 70
Габаритные размеры станка (длинаХширинаХвысота), мм 1575X1325X2200
Масса станка, кг..................................... 2040
В пневмошпинделе мод, КА 30/90 (рис. 84) рабочее колесо 8
турбины на валу 1 (шпиндель) расположено между подшипниками
29 и 12, которые вклеены в щиты 2 и 10, что повышает виброустой-
чивость шпинделя, вращающегося в аэродинамических подшипни-
ках. Так как при шлифовании корпус пневмошпинделя вращается,
воздух к турбине и опорам подводят через коллектор 9, смазка кото-
рого также осуществляется воздухом. Конструкция самоустанавли-
вающейся осевой опоры такова: верхний подпятник 14, вклеенный
в обойму 17, свободно перемещающийся вдоль оси вала, поджат
к его торцу резиновым уплотнительным кольцом 16. Силу поджима
регулируют винтами 11 при подтягивании диска 19 к щиту 10.
Сжатый воздух подводят к турбине и опорам через коллектор 9,
смонтированный на корпусе 26. Через штуцер 32 съемного распре-
делителя 21, канал 25 и кольцевую проточку 7, соединенную кана-
лом 4 со щитами, воздух поступает к подшипникам и подпятникам
шпинделя, в частности к верхнему подпятнику, по трубке 13. Часть
воздуха из канала 25 подают в кольцевые камеры 24 и 27 и далее
в смазочный зазор коллектора.
К турбине сжатый воздух подают через штуцер 20, отверстие
23 и проточку коллектора, соединенную каналами, выполненными
111
в корпусе, щите 10 и диске 19, с камерой 15, которая сообщается
через центральный канал шпинделя 1 с реактивными соплами 18
рабочего колеса 8 турбины. Благодаря радиальным отверстиям
5 рабочего колеса вращающейся турбины оно работает как центро-
бежный насос, создающий в камере 3 разрежение, величина которого
зависит только от скорости вращения шпинделя. Через канал 28,
проточку коллектора, сверления в распределителе 21 и трубку 33
вакуумная камера соединена с регулятором частоты вращения.
На координатно-шлифовальных станках происходит частая
смена инструмента. Поэтому для повышения производительности
труда предусмотрена возможность быстрого торможения шпинделя.
Для этой цели отверстия 5 сообщаются с периферией рабочего коле-
са посредством тангенциально расположенных сопел, направленных
противоположно соплам 18. Поворотный гидрораспределитель 22
показан на рис. 84 в положении «Работа». Поворотом рукоятки 31
переключателя 30 в положение «Тормоз» сжатый воздух из штуцера
20 вместо сопл 18 поступает через канал 28 в камеру 3 и, выходя на
периферию рабочего колеса, затормаживает его в положении «Стоп»;
гидрораспределитель перекрывает линию питанйя турбины и соеди-
няет вакуумную камеру регулятора с атмосферой. Пневмошпиндель
оснащен эффективным глушителем шума путем разделения зоны
выхлопа турбины и центробежного насоса кольцом 6, охватывающим
с малым зазором рабочее колесо.
Опоры с воздушной смазкой (аэродинамические подшипники)
обеспечивают отсутствие контакта рабочих поверхностей в опорах
шпинделя и тем самым.сохраняют точность вращения в течение дли-
тельного срока. Опоры с воздушной смазкой дают возможность
значительно увеличить окружную скорость на шейках вала по срав-
нению с допустимой для опор качения, а следовательно, повысить
диаметр и жесткость вала. Вал пневмошпинделя не имеет сменных
Деталей, поэтому точность его балансировки сохраняется в течение
всего периода эксплуатации.
Испытания показали, что по сравнению со шпинделем на опорах
качения приведенные пневмошпиндели дают возможность повысить
производительность в 2 раза, существенно снизить шероховатость
обработанной поверхности, увеличить долговечность опор.
Уход за координатно-расточными станками. Правильный уход
за координатно-расточными станками обеспечивает их точность и
долговечность. Хотя в последней главе книги рассматриваются
меры по уходу за металлорежущими станками, здесь приведены
специфические особенности по уходу за координатно-расточными
станками, обеспечивающие наиболее высокую точность обрабаты-
ваемых деталей.
Координатно-расточные станки устанавливают в изолированном
помещении, в котором поддерживается постоянная температура
+ 20° С. Необходимо обеспечить свободный доступ ко всем частям
станка во время работы. Потолок и стены помещения должны быть
выкрашены светлой масляной краской. При обработке на станках
112
деталей из сплавов, стружка которых легко воспламеняется (элект-
рон), стены и потолок помещения, в котором установлен координат-
но-расточной станок, должны быть оштукатурены и выкрашены
огнестойкой краской. Станок не следует устанавливать вблизи на-
гревательных приборов, а помещение необходимо оборудовать так,
чтобы было исключено прикосновение тепловых лучей.
Изменение температуры обрабатываемой детали существенно
влияет на точность ее изготовления. Известно, что тела при нагрева-
нии расширяются. Изменение размеров детали можно определить
по формуле А/ = alAt, где а — коэффициент линейного расшире-
ния; I — длина детали; Д/ — температурный интервал.
Пример. Обрабатывается деталь длиной I — 100 мм из углеродистой
стали, для которой примем а = 11,0 •- 10-6. Найдем удлинение детали, если
ее температура повысится на 1° С:
М = а/Д/ = 11,0 • 10~6 • 100 • 1 « 1,1 мкм.
Помещение, где установлен координатно-расточной станок,
должно быть оборудовано подъемными механизмами.
Установка станков влияет на основные показатели их работо-
способности — на качество обрабатываемых деталей, производи-
тельность и долговечность. Для точных станков наиболее важный,
является влияние установки на качество обрабатываемых деталей.
Прецизионные станки классов А и С должны обеспечивать обработку
деталей с погрешностями формы, не превышающими нескольких
десятых долей микрометра, и с шероховатостью поверхности Ra =
= 0,025ч-0,16 мкм. Обработка таких деталей невозможна без
изоляции станков от колебаний оснований. Основным критерием уста-
новки точных станков является уровень относительных перемещений,
инструмента и детали в том направлении, которое влияет на измене-
ние точности обработки деталей в зависимости от вибрации как со
стороны основания, так и со стороны привода.
При работе на одностоечных координатно-расточных станках
колебания основание влияют на отклонение формы обрабатываемых
поверхностей и на точность отсчета координат из-за колебаний стре-
лок рискоизмерительных приборов, снижающих точность отсчета.
В механических системах отсчета по жестким упорам, кольцевым
мерам, лимбам на точность отсчета практически не влияют колеба-
ния основания. Уровень колебаний, вызываемых работой привода,
в координатно-расточных станках сравнительно невелик.
Станок должен быть смонтирован на отдельном фундаменте
вдали от кузнечно-прессовых и других машин ударного действия и
соответствующим образом изолированным от грунта. Виброизоля-
ция станков может осуществляться установкой станка на упругие
опоры, расположенные непосредственно под станком, а также уста-
новкой станка на упругоопертый бетонный блок. В качестве упругих
опорных элементов, устанавливаемых под бетонные блоки виброизо-
лированных фундаментов, чаще используют стальные пружины или
специальные резиновые коврики.
ИЗ
Детали, плохо очищенные от формовочной смеси или окалины,
нельзя обрабатывать на станках. Обдирочные работы на координат-
но-расточных станках также не производят, поэтому поступающие
заготовки на станок должны быть предварительно обработаны. Для
каждой модели или типа координатно-расточного станка установлена
предельная масса детали. Так, например, для координатно-расточ-
ного станка мод. 2Д450 наибольшая допустимая масса обрабатывае-
мой детали 600 кг, а для станка мод. 2431—250 кг. Отсутствие на
координатно-расточных станках горизонтального шпинделя вызы-
вает необходимость производить растачивание отверстия под прямым
углом о применением универсального поворотно-делительного
стола. Для сохранения точности отверстия допустимо обрабатывать
детали массой до 100 кг на столе диаметром 450 мм и до 50 кг на столе
диаметром 300 мм.
Для обеспечения равномерного износа стола и измерительных
винтов при обработке деталей небольших размеров рекомендуется
их закреплять на разных участках стола. Обрабатываемая деталь
не должна выходить за пределы стола станка. Остановлено, что столы
в крайних положениях отклоняются от перпендикулярности к шпин-
делю станка до 0,02 мм. Желательно, чтобы вес детали был равно-
мерно распределен по всей поверхности стола. Обрабатываемые
детали следует устанавливать на шлифовальных и доведенных под-
кладках одинаковой высоты.
Корригирующие линейки необходимо ежедневно протирать чис-
той салфеткой, пропитанной маслом. Применение сжатого воздуха
для очистки станка воспрещается. Обслуживание и наблюдение за
состоянием смазочной системы и подача смазки на трущиеся поверх-
ности станка входит в обязанность станочника. Необходимо приме-
нять марки масла и соблюдать режим смазки станка для каждой
-смазываемой точки согласно тем указаниям, которые приведены
в паспорте смазки станка.
ГЛАВА ШЕСТАЯ
АЛМАЗНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Алмазно-расточные станки принадлежат к группе отделочных
станков. Они предназначены для тонкого растачивания точных ци-
линдрических поверхностей, а при наличии дополнительной ос-
настки и для обработки торцов, канавок, конических и фасонных
поверхностей вращения; эти станки наиболее эффективны в усло-
виях массового, крупносерийного, а иногда и мелкосерийного про-
изводства.
114
Под тонким растачиванием понимают окончательную отделочную
обработку отверстий, выполняемую алмазным или твердосплавным
режущим инструментом. Алмазный инструмент применяют глав-
ным образом для растачивания деталей из цветных сплавов, эбонита,
текстолита, резины и других синтетических материалов, а обработку
черных металлов производят твердосплавным режущим инструмен-
том. Алмазное растачивание в ряде случаев заменяет шлифование.
К числу деталей, для обработки которых применяют алмазно-
расточные станки, относятся шатуны, втулки, вкладыши, гильзы,
головки блока, отверстия под палец в поршнях и ряд других. •
Особенности процесса тонкого растачивания. Процесс тонкого
растачивания характеризуется высокими скоростями резания,
малой величиной подачи и небольшой глубиной резания, обеспечи-
вающей минимальную шероховатость обработанной поверхности.
Режим тонкого растачивания: скорость резания до 1000 м/мин,
величина подачи 0,01—0,1 мм/об и глубина резания 0,05—0,55 мм.
Высокая точность обработки отверстий, отклонение от круглости
0,003 —0,005 мм .и шероховатость поверхности Ra = 0,16-4-0,63 мкм.
К алмазно-расточным станкам предъявляют высокие требования,
главными из которых являются: высокая частота вращения шпин-
деля, превышающая 6000 об/мин; устойчивые малые величины пода-
чи (менее 0,04 Мм/об); бесступенчатое регулирование подачи, выест
кая скорость ускоренных ходов (4—7 м/мин); высокая точность
вращения шпинделя при отсутствии вибраций.
Базовые детали алмазно-расточных станков, такие, как станины,
столы, салазки, выполняют массивными, жесткими, с большим
числом ребер жесткости. Особое внимание уделяют шпинделям.
Рис. 85. Многошпиндельные алмазно-расточные станки:
а — горизонтальный двусторонний четырехшпиндельный; б — вертикальный четы-
рехшпипдельный
Иг
Точность вращения шпинделя в значительной степени определяет
выходную точность обработки. Шпиндели монтируют на высокоточ-
ных подшипниках качения или скольжения. Передачу вращения
на шпиндель для получения низкой шероховатости обрабатывае-
мой детали осуществляют ременной передачей. Шпиндель и закреп-
ленные на нем детали обычно подвергают балансировке. Применение
гидравлической установки дает возможность не только применить
бесступенчатое регулирование подачи, но также автоматизировать
цикл перемещения стола и другие вспомогательные операции. Элект-
родвигатели, насосы и другие механизмы станка изолируют от точ-
ных элементов путем их выноса за пределы станка, что также способ-
ствует уменьшению тепловых деформаций 'базовых деталей станка.
Алмазно-расточные станки по « расположению оси шпинделя де-
лят на две большие группы: горизонтальные (рис. 85, а) и вертикаль-
ные (рис. 85, б). Существуют также специальные станки с наклонны-
ми шпинделями и комбинированные. Кроме того, они бывают одно-
шпиндельные и многошпиндельные, односторонние и двусторонние.
2. ОТДЕЛОЧНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОД МОД. 2А78
Вертикально-отделочный станок мод. 2А78 предназначен для
тонкого растачивания гильз и блоков цилиндров автомобильных
н тракторных двигателей, а также для сверления и расточки от-
верстий в других деталях, размеры которых соответствуют техни-
ческой характеристике станка.
Станок состоит из следующих основных элементов (рис. 86). Ос-
новной базовой деталью станка, на которой устанавливают все ос-
тальные сборочные единицы, является основание I, к которому
крепят колонну III. По ее направляющим, призматической и пло-
ской, в вертикальном направлении перемещают шпиндельную
бабку IV, к которой присоединяют сменный шпиндель V. В нижней
части колонны располагается установленная на основании коробка
скоростей и подачи VII. Основание станка имеет направляющие,
по которым перемещают стол II, состоящий из двух частей: ниж-
ней— салазок, перемещающихся в поперечном направлении по
направляющим основания, и верхней — собственно стола, переме-
щающегося в продольном направлении по направляющим салазок.
В коробке VI сосредоточено управление электрооборудованием.
Техническая характеристика станка мод. 2А78
Диаметр расстачиваемого отверстия, мм:
наименьший........................................... 27
наибольший.............................................. 200
Диаметр сверления, мм, не более...................... 15
Прямоугольник координатной расточки, мм .... 800X150
Размеры обрабатываемых деталей (длинаХширинаХвысо-
та), мм, не более....................................... 750X500X450
Масса обрабатываемой детали, кг, не более .... 200
Расстояние от оси шпинделя до шпиндельной бабки, мм . 280
Расстояние от торца шпинделя до стола, мм:
наименьшее............................................. -25
наибольшее........................................... 525
116
Размеры рабочей поверхности стола, мм . . . . . 100X500
Величина наибольшего перемещения стола, мм:
в продольном направлении ........... 800
в поперечном направлении ................................... 150
Вертикальное перемещение шпиндельной бабки, мм, не более . . . 500
Точность межцентровых расстояний 0,032 мм. Шпиндельная
бабка и стол снабжены предохранительными муфтами от перегруз-
ки. Отсчет координат при перемещении стола осуществляют проек-
ционным микроскопом. Станок также имеет выключающиеся упоры.
Кинематическая схема станка мод. 2А78 (рис. 87) состоит из
следующих кинематических цепей: главного движения, движения
подачи, ускоренных перемещений шпиндельной бабки и стола в про-
дольном направлении, а также ручных перемещений шпиндельной
бабки и стола.
Главное движение. Станок приводится в движение от двух-
скоростного электродвигателя Ml (N = 1,7/2,3 кВт, п = 960/
2880 об/мин). С вала / электродвигателя через клиноременную пере-
дачу -г- = ™ движение передают на вал 11 коцобки скоростей.
Wg loU 1
С вала II на вал III коробки скоростей движение может быть пере-
Рис. 86. Станок мод. 2А78:
/—•упоры для автоматического выключения перемещения шпиндельной бабки; 2—махо-
вичок для ручного перемещения шпиндельной бабки; 3 — переключатель скоростей
электродвигателя главного движения; 4 — рукоятка переключения шпиндельной бабки;
5— рукоятка переключения скоростей шпинделя; 6 — вводный выключатель; 7 —- рукоят-
ка закрепления стола от поперечного перемещения; 8 — маховичок ручного перемещения
стола в продольном и поперечном направлениях; 9 — рукоятка закрепления стола от про-
дольного перемещения; 10— винт закрепления микроскопа; 11.— винт установочных пере-
мещений микроскопа; 12—винт для закрепления микроскопа; 13 — винт установочных
перемещений микроскопа; /4 — выключатель освещения микроскопа; 15 — пульт управ-
ления; 16 — рукоятка переключения передачи от привода быстрых ходов на шпиндельную
бабку или стол; /7 — рукоятка для отключения шпинделя от кинематической цепи
117
к on on 26 26 36
дано через зубчатые колеса 39-39 или через ряд колес s Сле-
довательно, вал /// будет иметь две скорости. С вала Ilf коробки
скоростей на вал IV движение передают через тройной блок зубча-
тых колес 30-36-24. Вал IV будет иметь шесть скоростей, которые
Рис, 87, Кинематическая схема станка мод. 2А78
118
передаются через постоянные передачи г = 20 и г = 20, вал V,
клиноременную передачу на шпиндель VI. При наличии
двухскоростного электродвигателя шпиндель станка имеет 12 час-
тот вращения.
Напишем расчетное уравнение для определения минимальной
частоты вращения шпинделя:
„ ОПП 90 паек 26 26 26 24 20 132 ПЛОС ос ,,
«min = 960---- 0,985-----------------------0,985 л; 26 об/мин.
180 52 52 52 48 20 150
где 0,985 — коэффициент скольжения ремня.
Напишем расчетное уравнение для определения максимальной
частоты вращения шпинделя:
ОЧ42П " П ПОК 39 36 20 132 г, г\лг- 1 пал х/
«max = 2880---0,985-------------— 0,985 « 1200 об/мин.
180 39 36 20 150
Станок имеет 12 частот вращения: 26, 37, 52, 76, 109, 153, 204,
290, 407, 600, 857 и 1200 об/мин, расположенных по геометрической
прогрессии со знаменателем ф =1,41,
Движение подачи. Величину вертикального перемещения шпин-
дельной бабки относят к одному обороту шпинделя. Движение со
шпинделя VI передается через ременную передачу ^|| на вал Vj
конические колеса 20-20, вал IV. С вала IV на вал VII движение
передают через четырехскоростную коробку подач, имеющую сколь-
зящий блок колес с числами зубьев 32—57—50—42. С вала VII
через червячную передачу — движение передается на ходовой винт
VIII с шагом Р = 6 мм.
Напишем расчетное уравнение для определения минимальной
величины подачи шпиндельной бабки:
„ .. 150 20 23 1 с n nt- , л
Smin = 1---------------6 » 0,05 ММ/Об.
132 20 57 52
Напишем расчетное уравнение для определения максимальной
величины подачи шпиндельной бабки:
. 150 20 48 1 е л о , ,
Smax = 1---------------О ~ 0,2 ММ/Об.
132 20 32 52
Станок имеет четыре подачи: 0,05; 0,08; 0,125 и 0,2 мм/об.
Ручное перемещение шпиндельной бабки. От маховичка А приво-
дится во вращение трехзаходный червяк, находящийся в зацеплении
с червячным колесом г = 24, в отверстии которого нарезана резьба
с шагом Р — 6 мм (следовательно, червяк представляет собой гайку).
Величина перемещения шпиндельной бабки за один оборот махо-
3
вичка A s = 1 6 = 0,75 мм.
24 ’
Роликовая обгонная двухсторонняя муфта. Прежде чем перейти
к дальнейшему разбору кинематической схемы станка, рассмотрим
113
устройство роликовой обгонной двусторонней муфты (рис. 88),
предназначенной для ускоренных перемещений и рабочих ходов
узлов станка.
На наружной обойме 1 жестко установлено червячное зубчатое
колесо г = 52, получающее вращение от червяка К = 1 (на рисунке
не показан). При рабочей подаче шпиндельной бабки вращение обой-
мы 1 через ролики 2 передается звездочке 3, при этом ролики закаты-
ваются в сужающуюся полость и заклиниваются между звездочкой
и обоймой, обеспечивая связь с ходовым винтом VIII (см. рис. 87).
Ролики муфты поджимаются пружинками. При быстром вращении
обоймы 4 вращение через ролики 2 передается звездочке 3, а затем
на ходовой винт VIII (см. рис. 87). Благодаря роликовой обгонной
муфте включение быстрого вращения обоймы 4 автоматически ис-
ключает рабочий ход шпиндельной бабки.
Ускоренное перемещение шпиндельной бабки. От электродвига-
теля М2 (N = 0,6 кВт, п = 960 об/мин) (см. рис. 87) с вала IX
на вал X движение передается через клиноременную передачу
Т = ПШ Далее чеРез колеса 40-52 ’(сцепление показано на кинема-
тической схеме) движение передается на ходовой винт VIII.
Величину ускоренного перемещения шпиндельной бабки найдем
по следующему уравнению:
s = 960 0,985-^- 6 та 2000 мм/мин.
5 164 52
Сменные шпиндели. Шпиндельная бабка станка имеет три смен-
ных шпинделя с диаметрами резцовых головок 48, 78 и 120 мм,
Рис. 88. Роликовая обгонная двусторонняя
муфта
а также универсальный
шпиндель.
На рис. 89, а приведен
один из сменных шпинде-
лей, а на рис. 89, б—
универсальный шпиндель.
На рис. 89, в изображена
присоединительная база
шпинделя. Диаметр уста-
навливаемого в шпиндель-
ную бабку шпинделя за-
висит от диаметра отвер-
стия, которое необходимо
расточить.
Шпиндель диаметром
48 мм применяют при рас-
точке отверстий диаметром
50 — 82 мм, а шпиндель
диаметром 78 мм при рас-
точке отверстий диаметром
82 — 125 мм, шпиндель
120
Рис. 89. Сменные шпиндели
диаметром 120 мм для расточки отверстий диаметром 125 —
200 мм.
Шпиндели смонтированы на прецизионных подшипниках каче-
ния, причем передние радиально-упорные подшипники установлены
е предварительным натягом. Проникновение пыли в подшипники
предотвращается лабиринтовыми уплотнениями.
На торцах шпинделей имеется отверстие для установки индика-
торного устройства, применяемого при центровании обрабатывае-
мой детали. Центрирование обрабатываемой детали можно произ-
водить также с помощью (рис. 89, а) шариковой оправки 5, вылет
которой регулируют винтом 6. В резцовую головку 1 устанавливают
резец 4, вылет которого регулируют винтом 2. С помощью лимба 3
возможна установка резца с точностью 0,02 мм.
Универсальный шпиндель (рис. 89, б) устанавливают для рас-
точки отверстий диаметром 27—200 мм и небольших глубин. Закреп-
ление инструмента и извлечение его из шпинделя не требуют прило-
жения усилия, так как угол приемного конуса достаточно велик
6 Зак. 76
121
(10°). Гайка на конце шпинделя имеет радиусный паз и проточку,
в которые входят радиусные выступы на хвостовике специального
инструмента или на переходной втулке, что дает возможность легко
вставить и закрепить, а также извлечь инструмент, не отвинчивая
гайку полностью.
3. АЛМАЗНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ КОМПОНОВКИ
Горизонтальные станки с подвижным столом — наиболее распро-
страненная в машиностроительной промышленности группа алмаз-
но-расточных станков. Рассмотрим кратко две модели этих стан-
ков — 2712А и 2712С.
Алмазно-расточной станок мод. 2712А. На рис. 90 показан гори-
зонтальный алмазно-расточной станок мод. 2712А особо высокой
точности, предназначенный для двустороннего окончательного рас-
тачивания отверстий, раоположенных на одной оси, а также для
подрезки торцов в корпусных деталях.
Станок обеспечивает: отклонение диаметра 'отверстия в любом
сечении не более 0,003 мм для отверстий диаметром 120 мм и 0,004 мм
для отверстий диаметром 200 мм на длине 100 мм; шероховатость
поверхности отверстий и подрезанных торцов при обработке чугун-
ных и стальных деталей в пределах Ra — 0,63-7-2,5 мкм, а при об-
работке деталей из цветных сплавов в пределах Ra = 0,04 -?
4- 0,32 мкм.
На станине 1 коробчатой формы, имеются шпиндельные бабки
2, смонтированные на мостиках, имеющих точно обработанные ниж-
ние и верхние поверхности (рис. 91). Вдоль верхней поверхности
сделаны два Т-образных паза для крепления расточных головок 3.
В каждой головке расположен шпиндель 4, в котором закрепляют
оправку и патрон для подрезки торцов. По направляющим станины
перемещается стол 5 с закрепленной на нем обрабатываемой деталью.
’ Станок может работать как с ручным управлением, так и по
полуавтоматическому циклу, настраиваемому с помощью двух кулач-
ков, которые закрепляют на столе; эти кулачки действуют на
два конечных выключателя, расположенных на станине стан-
ка. Обрабатываемую деталь
закрепляют в приспособле-
нии, установленном на столе
станка; зажим детали, пере-
мещение, фиксирование, по-
ворот и другие вспомога-
тельные движения осущест-
вляются автоматически.
Кинематическая схема
станка мод. 2712А включает
кинематические цепи главно-
го движения и подачи стола
(рис. 92).
Рис. 90. Горизонтальный алмазно-расточ-
ной станок мод. 2712А особо высокой
точности
1-22
Рис. 91. Кинематическая схема алмазно-расточного станка мод. 2712А
Техническая характеристика станка мод. 2712А
Размеры рабочей поверхности стола (ширинаХДлина), мм . . 500X710
Перемещение стола, мм, не более............................ 630
Расстояние между торцами шпинделя, мм......................1120_
Диаметр растачиваемых отверстий, мм........................50—1ЖГ*
Диаметр подрезаемого торца, мм, не более , , .... 280
Расстояние от оси шпинделя до стола, мм.................... 350
Частота вращения шпинделя, об/мин..........................150—1000
Подача стола, мм/мин ......................................2,5—100
Главное, движение обеспечивают одним из. регулируемых электро-
двигателей постоянного тока Ml или М2 (N = 2 кВт, п = 420 4-
90
4- 2.800 об/мин) через ременные передачи -gj-jp
Запишем наибольшую- частоту вращения шпинделя:
«шах =2800-0,985 — 1000 об/мин.
- Движение подачи обес-
печивают регулируемым
электродвигателем постоян-
ного тока М3 (/V=0,45 кВт,
п = 10 4- 400 об/мин) че-
рез ременную ' передачу
63 X
-goo-, зубчатую передачу
28 2
червячную пару
и через винт Р — 16 мм
передают движение рейке
с косыми зубьями, при-
крепленной к столу 5.
Рис. 92. Горизонтальный алмазно-расточной
станок мод. 2712С
6*
123
Напишем наибольшую величину подачи стола:
Smax = 400 • 0,985 16 = 100 мм/мин,
200 40 28
где 0,985 — коэффициент скольжения ремня.
Алмазно-расточной станок мод. 2712С. Это один из наиболее точ-
ных станков данного типа (рис. 93). Станок обеспечивает точность
обработки по стабильности диаметра в продольном сечении 0,001 —
0,002 мм, отклонение от круглости 0,0006—0,001 мм (меньшие зна-
чения для отверстий диаметром до 32 мм, большие 32—250 мм).
Такую высокую точность обработки получают благодаря тому,
что в расточных головках применены гидростатические шпиндель-
ные подшипники, стабилизирована температура циркулирующей
смазки (фреоновое охлаждение), в приводе вращения шпинделей
головок использована упругая муфта. Применение механического
привода стола (вместо гидравлического) дало возможность умень-
шить тепловыделение и вибрации. Электродвигатели всех приводов
станка вынесены за пределы станины, увеличена жесткость несущей
системы. Для повышения прямолинейности ’перемещения стола
использованы две V-образные направляющие.
Отметим, особенности гидравлических подшипников (опор).
Главные их достоинства: высокая точность вращения, демпфирую-
щие свойства и практически неограниченная долговечность, так как
Рис. 93. Станки для глубокого сверления
124
контакта между шпинделем и опорой нет, их разделяет тонкий слов
масла. Этим определяется перспективность их применения в пре-
цизионных станках, когда необходимо обеспечить высокое качество
финишных операций. Цилиндрические подшипники с гидростата-
ческой смазкой выполняют с равномерно расположенными по ок-
ружности карманами, в каждый из которых смазку подают под
давлением через дросселирующее устройство.
В Советском Союзе выпускают следующие основные виды алмаз-
но-расточных станков: горизонтальные с подвижным столом шири-
ной 230—500 мм, вертикальные и наклонные многошпинделъные
с подвижными головками, агрегатные станки разных компоновок,
универсальные вертикальные одношпиндельные с неподвижным
или перемещающимся в двух направлениях столом, горизонтальные
Станки универсального типа с подвижным столом и координатными
перемещениями рабочих органов.
4. СТАНКИ ДЛЯ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ
Станки для глубокого сверления, называемые иногда токарно-
сверлильными станками, предназначены для сверления глубоких
отверстий в сплошном материале и растачивания глубоких ил»
сквозных отверстий в валах, распределительных валиках, колоннах
гидропрессов и других подобных деталях, когда длина сверления
или растачивания во много раз превосходит их диаметр.
Глубокое сверление. Сверление глубоких отверстий связано
с большими трудностями по отводу стружки и подводу охлаждаю-
щей жидкости. Для получения точных отверстий необходимо пра-
вильное направление сверла и уравновешивание его силами реза-
ния, возникающими при сверлении. Для сверления глубоких от-
верстий диаметром до 30 мм применяют сверла, снабженные спе-
циальными канавками для подвода жидкости под большим давле-
нием для охлаждения и отвода стружки. Наиболее простыми по
форме являются пушечные сверла, которые обычно не вращаются,
а имеют осевое перемещение (подачу), при этом вращается обраба-
тываемая деталь. При работе с этими сверлами используют.кондук-
торы, а иногда производят предварительное сверление.отверстий.
Ружейное сверло применяют для расточки ружейных стволов.
Считают-, что сверление ружейным сверлом равнозначно обычному
сверлению с последующим растачиванием и развертыванием, при
этом возможно получение отверстий по 7-му квалитету точности
с шероховатостью поверхности Ra = 0,634-1,25 мкм.
Применение перового сверла дает возможность сделать весьма
глубокое, отверстие, так, например, перовым сверлом диаметром
64 мм можно просверлить отверстие глубиной до 10 000 мм.
Классификация станков для глубокого сверления. Прежде всего
отметим, что эти станки относят к группе специальных станков. Их
конструкция зависит от длины и диаметра обрабатываемого отвер-
стия, длины и массы заготовки, а также от масштаба производства.
125
Станки могут быть одно- и двусторонними, т. е. предназначенными
для обработки отверстий с одной или двух сторон одновременно.
На рис. 93, а приведен станок для глубокого сверления, когда
обрабатываемая деталь вращается со скоростью резания и (м/мин), а
режущий инструмент перемещается со скоростью подачи s (мм/мин).
Заготовка 2 получает вращение от шпиндельной бабки 1 и поддержи-
вается люнетом <3. Режущий инструмент 4 с полой штангой 6 движет-
ся с опорой 5 от задней бабки 7. Охлаждающая жидкость, подавае-
мая через штангу 6 к инструменту 4, одновременно выносит стружку
по каналу между штангой и отверстием.
На рис. 93, б приведен станок для глубокого сверления, на кото-
ром большие тяжелые заготовки остаются во время обработки не-
подвижными, а режущий инструмент получает вращательное дви-
жение и поступательное.
При сверлении отверстия диаметром 40—60 мм охлаждающая
жидкость подводится при давлении 2—4 МПа, а количество подводи-
мой жидкости составляет 200—400 л/мин.
Отметим, что у полых валов глубокое сверление производят
после предварительной токарной обработки Наружных поверхно-
стей, так как для выверки при установке заготовки на станке перед
глубоким сверлением должны быть подготовлены базы.
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
СТАНКИ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
— При изготовлении любой детали на любом металлорежущем
станке с ручным управлением обработку ее осуществляют по про-
грамме, которую составляет станочник, где он устанавливает комп-
лекс перемещений рабочего органа станка, следующих одно за
другим в определенной последовательности согласно рабочему чер-
тежу детали и личному производственному опыту. Однако ручное
управление утомительно, на него затрачивается много времени.
Поэтому в металлорежущих станках для освобождения станочника
от ручного управления используют программное управление стан-
ком, при котором осуществляется последовательность команд,
обеспечивающая заданное функционирование рабочих органов
станка. Применяют системы управления станками: с упорами, ку-
лачками, копирами, гидравлические следящие, числового програм-
много управления и др.
Система числового программного управления. Эти системы при-
меняют для автоматического управления перемещениями рабочих
органов станка с помощью последовательно вводимых в систему уп-
равления чисел, определяющих форму, размеры и шероховатость
126
поверхностей обрабатываемой детали. По чертежу детали для каж-
дого вида обработки и типа станка составляют программу. Число-
вое программное управление станком предусматривает управление
обработкой на станке или перемещением рабочих органов по про-
грамме, заданной в алфавитно-цифровом коде.
Металлорежущие станки с программным управлением по срав-
нению с обычными автоматами и полуавтоматами имеют следующие
преимущества: сокращение времени на переналадку станка для
обработки новой детали, затрачиваемого в основном на смену про-
граммоносителя и инструментальной оснастки, что делает экономи-
чески выгодным применение Программного управления в единиц»
ном и серийном производстве; получение высокой степени точности
и стабильности качества обрабатываемой поверхности детали; срав-
нительно небольшая затрата времени на -изготовление программы,
появляется возможность централизованной подготовки программы
с применением, средств вычислительной техники; транспортабель-
ность программы и удобство ее хранения; простота применения
программных устройств для выполнения сложных поверхностей;
для управления скоростями и подачами б^з непосредственного учас-
тия рабочего'
По технологическому признаку системы программного управле-
ния станками делят на две группы: позиционное и контурное (не-
прерывное)..
Позиционное числовое программное управление станком преду-
сматривает числово.е программное управление станком, необходи-
мое для обеспечения автоматической установки рабочего органа
станка в позицию, заданную программой управления станком, без
обработки в процессе перемещения рабочего органа станка.
Позиционные системы применяют в станках сверлильно-рас-
точной группы. Программа в этом случае должна обеспечивать
в заданной последовательности перемещение стола с заготовкой или
инструмента в заданную точку обработки. Траектория перемещения,
как и его скорость, непосредственно не связана с точностью обработ-
ки. Перемещение мЬжет производиться в каждый момент только по
одной координате. В более сложном случае позиционирование осу-
ществляют по двум координатам.
Контурное числовое программное управление станком предус-
матривает числовое программное управление станком, необходимое
для обеспечения автоматического перемещения его рабочего органа
по траектории и с контурной скоростью, заданными программой
управления станком. Под контурной скоростью понимают резуль-
тирующую скорость подачи рабочего органа станка, направление
которой совпадает с направлением касательной в каждой точке за-
данного контура обработки.
Контурные (непрерывные) системы программного управления
предназначены для обработки деталей сложного контура, описан-
ного прямыми и криволинейными отрезками разной кривизны и
ориентации. Примерами могут служить лопатки турбины, кулачки,
127
инструментальные штампы и др. Управление положением рабочего
органа ведется непрерывно. Таким образом, контурные системы
обеспечивают рабочие движения обрабатываемой детали или инст-
румента по сложной непрерывной кривой. Эти системы применяют
главным образом на фрезерных и токарных станках, а также на
станках многоцелевого назначения.
Способ задания координат в станках с числовым программным
управлением может быть абсолютным и относительным (рис. 94).
При абсолютном способе положение каждой точки задают от про-
извольно выбранного, но постоянного начала координат в нарастаю-
щих значениях. При относительном способе система управления
осуществляется по приращению, другими словами, задается не сама
координата, а ее приращение (А«2Да3, Д63) при переходе от
одной точки в другую. Более распространен абсолютный метод.
Каждому направлению перемещения рабочих органов металлоре-
жущих станков с программным управлением присваивают опреде-
ленные направления по координатным осям X, Y и Z. Поэтому для
обеспечения единства понимания и выполнения международного
стандарта ISO-841 установлена номенклатура и единое направление
осей координат металлорежущих станков, обязательное для всех
изготовителей станков, в какой бы стране их не изготовляли. Это
дает возможность применять единый знак программирования.
Прежде всего выбирают исходную ось — ось (вертикальную)
основного рабочего шпинделя. Если она поворотная, ее положение
выбирают перпендикулярно плоскости крепления детали. При нали-
чии нескольких шпинделей один из них выбирают как основной.
Ось Z всегда параллельна оси основного шпинделя (или совпадает
с ней), и ее положительное направление ( + Z) — от устройства для
закрепления детали к инструменту. Ось X всегда горизонтальна и
„перпендикулярна оси Z. Ось Y вместе с осями X и Z образует пра-
востороннюю (декартову) координатную систему. По правилу пра-
вой руки большой палец направлен по оси 4- X, указательный —
по оси + Y и средний по оси + Z. Если ось Z расположена гори-
зонтально (горизонтальные расточные станки), то положительное
задания размеров:
Рис. 94. Способы
а — абсолютный; б — относительный; а3—координаты осей
отверстий по горизонтальной оси; by—b2— координаты осей от-
верстий по вертикальной оси
128
Рис. 95. Расположение осей координат
направление оси будет горизонтальным, ось У с положительным на-
правлением будет направлена вверх. На рис. 95 приведены примеры
расположения координатных осей.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Для станков с программным управлением в шифр станка взодят
букву Ф, которая означает, что станок оснащен системой програм-
много управления, а цифра рядом — индикацию, дополнительный
признак.
Обозначение Ф1 применяют для станков, оснащенных устройст-
вами цифровой индикации и предварительного набора координат.
Устройство цифровой индикации имеет световое табло, на котором
светящимися цифрами указывают значение координаты (длину
перемещения исполнительного органа станка). По мере перемещения
исполнительного органа станка происходит смена цифр на табло, и,
таким образом, оператор или наладчик могут проверить в любой
момент времени, какое перемещение на какую длину выполнено.
Так, станки мод. 2636Ф1, 2636ГФ1, 2637Ф1, 2637ГФ1 оснащены
системой предварительного набора и автоматической отработки
координатных перемещений по четырем осям, системой цифровой
индикации соответствующего действительного положения. Органы
-предварительного набора координат и индикации расположены на
подвесном пульте управления расточным станком.
Обозначение Ф2 относится к станкам, оснащенным позицион-
ными системами числового программного управления, независимо
от того, движение по скольким координатам обеспечивает данная
система управления, например вертикально-сверлильный станок
мод. 2135Ф2.
Обозначение ФЗ применяют для стайков, оснащенных контур-
нымй системами числового программного управления, обеспечиваю-
щими автоматическое перемещение исполнительного органа по двум
или трем координатам, например вертикальный фрезерно-сверлиль-
ный расточной станок мод. 6540ФЗ.
Обозначение Ф4 используют для станков с позиционными и кон-
турными системами программного управления (комбинированными).
129
Буквенное обозначение после цифр шифра станка обозначает его
класс точности (П — повышенный, В — высокий, А — особо высо-
кий); буква М означает наличие инструментального магазина,
буква Р после первой цифры — наличие револьверной головки. При-
ведем примеры: 2135ПМФ2 — вертикально-сверлильный станок
повышенной точности с инструментальным магазином и с позицион-
ной системой управления; 2Р135Ф2 — вертикально-сверлильный
станок нормальной точности с револьверной головкой с позицион-
ной системой управления; 2Д450АФ2 — координатно-расточной
станок особо высокой точности с позиционной системой управления;
243ВМФ2 — координатно-расточной станок высокой точности с ин-
струментальным магазином и позиционной системой управления.
Пульты управления позиционных систем числового программно-
го управления. Конструктивно управляющее устройство выполняют
в виде отдельного пульта. В нем размещают блоки программы, уп-
равления, цифровой индикации, коррекции программы, управления
в ручном режиме, памяти, питания и другую’ электрическую и
электронную аппаратуру.
В СССР для каждой группы станков разработаны свои системы
программного управления, которые изготовляют на специализиро-
ванных заводах. Для станков сверлильной группы применяют уст-
ройство позиционного числового программного управления типа
«Координата С70-3», для координатно-расточных станков — уст-
ройства «Раэмер-2М», П326, П323Б, для горизонтально-расточных
станков — устройства типа «Размер-2М», П326, П526. Остановимся
кратко на основных технических данных пульта «Координата
С70-3»: число управляемых координат — три; из них одновремен-
ное управление может осуществляться по двум координатам X
и Y при позиционировании; способ задания размеров в программе —
в абсолютных координатах. В качестве программоносителя приме-
няют восьмидорожковую перфоленту шириной 25,4 мм. Кодирование
по ISO — 7 bit. Скорость ввода программы — не менее 45 строк /с.
Максимальная величина линейных перемещений по координате
X — 1999,99 мм, Y — 999,99 мм, Z — 999,99 мм, дискретность
задания перемещений 0,01 мм, максимальное число запрограммиро-
ванных инструментов по адресам 39; максимальное число скоростей
шпинделя 39; максимальное число подач 19. Более подробное из-
ложение систем управления и управляющих устройств приводится
в специальных руководствах, посвещенных станкам с числовым
программным управлением.
3. ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 2Р135Ф2
Этот станок с числовым программным управлением (ЧПУ)
предназначен для сверления, зенкерования, развертывания, на-
резания резьбы, торцового подрезания деталей и т. д. в условиях
мелкосерийного и среднесерийного производства (рис. 96). Наличие
на станке шестипозиционной револьверной головки <3 для автомати-
13В
Рис. 96. Вертикально-сверлильный станок мод. 2Р135Ф2:
I — основание; 2 — крестовый стол; <3 — револьверная головка; 4 — стойка; 5 — электро-
двигатель поворота револьверной головки; 6 — подвесной пульт управления; 7 — шкаф с
электрооборудованием станка; 8 — шкаф с устройством числового программного управ-
ления -
ческой смены режущего инструмента и крестового стола 2 с програм-
мным управлением создаст возможности осуществлять координат-
ную обработку деталей типа крышек, фланцев, панелей и других
деталей без предварительной разметки и без применения кондук-
торов. Класс точности станка Н.
Техническая характеристика стайка мод. 2Р135Ф2
Диаметр сверления, мм, не более........................ 35
Диаметр нарезаемой резьбы, не более.......................... М24
Число инструментов ............................................ 6
Число частот вращения шпинделя (общее и по программе) 12
Частота вращения ^шпинделя, об/мин.....................31,5—1400
Число подач по оси Z................................... 18
' Рабочие подачи по оси Z, мм/мин........................ 10—500
Скорость быстрых перемещений по осям координат А"У',
мм/мин.............................................. 3800
Размеры рабочей поверхности стола, мм.................. 400X630
Габаритные размеры стола (длинаХширинаХвысота), мм 2500X1800X2700
Система числового программного управления. Станок мод.
2Р135Ф2 оснащен устройством числового программного управления
«Координата С70-3», которое обеспечивает одновременное перемеще-
ние стола по осям X' и У' при позиционировании управления пере-
мещением по оси (от координаты), дает возможность управлять по-
воротом револьверной головки, выбирать величину рабочей по-
дачи и частоты вращения шпинделя. Устройство имеет цифровую
индикацию, предусмотрен ввод коррекций на длину инструмента.
131
Позиционная прямоугольная система ЧПУ замкнутая, в качестве
измерительного используют кодовые преобразователи. Точность
позиционирования стола и суппорта составляет 0,05 мм, дискрет-
ность программирования и цифровой индикации равна 0,05 мм. Чис-
ло управляемых координат: всего — три; одновременно — две.
На основании 1 станка (рис. 97) смонтирована колонна 6, по
прямоугольным вертикальным направляющим которой перемещает-
ся суппорт 4, несущий револьверную головку 5. На колонне жестко
смонтированы коробка скоростей 8 и редуктора подач 7. Крестовый
стол 3 имеет основание, по которому перемещаются в поперечном на-
правлении салазки, несущие собственно стол. Последний в свою
очередь может перемещаться в продольном направлении по направ-
ляющим салазок. Перемещение салазок и стола осуществляют от
редукторов 2.
Главное движение. Шпиндели револьверной головки получают
вращение от асинхронного электродвигателя Ml (?/ = 4 кВт,
п = 1000 об/мин) через коробку скоростей 8. С вала / на вал И
(полый) движение передают через передачи в зависимости
от включения электромагнитных муфт Л41/И2М3. С вала // на вал
24
/// движение можно передать через передачу включением муфты
42
Л45 или через передачу включением муфты Л44. Следовательно,
от вала /// шпиндель станка получит шесть высших значений час-
тот вращения (1400, 1000, 710, 500, 355 и 250 об/мин), которые при
включенной муфте Л46 сообщают вращение валу V и далее через
21 35
передачу валу VI, с которого через передачу валу VII, от
35
которого через передачу д движение передают на вал VIII, с вала
31
VIII через передачу на вал IX, с вала IX. посредством передачи
2 на вал X, с вала X через передачу — на один из работающих
шпинделей! (XXIII — XXIX), так как на каждом из них установ-
лено колесо г = 35. Для получения нижнего диапазона частот вра-
щения шпинделя необходимо выключить муфту М№ и включить
муфту Л47. Движение в этом случае будет передаваться с вала ///
24
на вал IV через передачу а с вала IV на вал V через передачу
14 ’ 21 35 35 31 49 49 ...
56 и далее через передачи ц, ^д, и 35. Шпиндель получает
12 частот вращения в пределах 31—1400 об/мин. По графику час-
тот вращения шпинделя можно проследить получение каждой ско-
рости шпинделя (рис. 98). Например, напишем расчетное уравнение
для получения скорости 500 об/мин:
юоо—2121212121 _2_ 21 = 500 об/мин.
30 48 21 35 44 49 47 35
132
Рис. 97. Кинематическая схема вертикально-сверлильного станка мод. 2Р135Ф2
133
Движение подачи. Рабочая вертикальная подача суппорта
с револьверной головкой осуществляется от электродвигателя по-
стоянного тока М2 типа ПБСТ-23 (N = 1, 3 кВт, п - 524-
4-2600 об/мин) через редуктор 7 на ходовой винт XXXIII с шагом
Р = 8 мм. Редуктор имеет валы XXX, XXXI, XXXII и XXXIV.
От двигателя через передачу gg при включенной муфте Мв движение
37 37
передается через передачи и на вал XXXII и далее через чер-
вячную передачу . Конец ходового винта соединен жесткой муф-
той с валом кодового преобразователя. Найдем величину минималь-
ной вертикальной подачи револьверной головки: smln = 52 gg g? х
37 4
ХТ7-58« 10 мм/мин; максимальная вертикальная подача smax =;
о/ '
= 2600 й й S А 8 500 мм/мин.
ои о! о!
Таким образом, редуктор подач обеспечивает 18 рабочих подач
суппорта в пределах 10—500 мм/мин.
На валу XXXII имеется тормозная электромагнитная муфта
М10 для торможения ротора электродвигателя при реверсиро-
вании.
Быстрое перемещение суппорта осуществляют от эл'ектродвига-
37
теля через передачу при включенной муфте М8, червячную пе-
о/
редачу и ходовой винт ХХХ11 со
Рис. 98. График частот вращения вертикаль-
но-сверлильного станка мод. 2Р135Ф2
скоростью v = 3850 мм/мин.
Поворот револьверной
головки. Поворот головки
осуществляется по. сле-
дующей кинематической
цепи. От электродвигателя
М3 (N = 0,7/09 кВт, п =*
— 1400/2700 об/мин) через
20 v,
передачу валаХ/ на вал
XII, с которого червячной
„ 1
передачей движение пе-
редают на вал XIX и пере-
17
дачу 5g , которая и произво-
дит поворот револьверной
головки. Муфта А4и долж-
на быть включена. Преж-
де чем произвести поворот
револьверной головки, ее
необходимо расфиксиро-
вать, так как она закреп-
134
лена подпружиненными тягами суппорта, находящимися в па-
зах револьверной головки. При вращении вала XIII, на
котором сидит червяк, г = 1 имеет возможность осевого пе-
ремещения, поэтому он вывертывается из червячного колеса
г = 28 и движением вниз через реечную передачу с колесом г —
= 27 и с модулем т = 2 поворачивает вал XX с эксцентриком Э1,
который системой рычагов освободит револьверную головку; одно-
временно второе реечное колесо г = 27 перемещает рейку на валу
XVI и тем самым выводит колесо г = 47 на валу X из зацепления.
Таким образом освобождается револьверная головка и разрывается
кинематическая цепь, соединяющая привод вращения со шпинде-
лем револьверной головки. После этого червяк доходит до жесткого
упора и начинает вращать револьверную головку посредством пере-
дачи gg, меняя инструмент (прямое вращение).
Одновременно с вращением револьверной головки через передачу
вал XVIII и передачу вращается позиционный командоап-
парат.на валу XVII, который останавливает прямое вращение ре-
вольверной головки реверсом электродвигателя, предварительно
уменьшив частоту его вращения до 1400 об/мин. При обратном вра-
щении револьверная головка доходит до жесткого упора суппорта
и останавливается; при этом червяк г = 1, вывертываясь из чер-
вячного колеса г = 28, движется вверх. Вал XX вращается в об-
ратном направлении, зубчатое колесо г = 47 вводится в зацепление
с колесом г = 35 шпинделя револьверной головки. Головка фикси-
руется, и шпиндель начинает вращаться. Выбор последовательности
работы шпинделей револьверной головки устанавливается на пуль-
те. Всего предусмотрено шесть циклов обработки.
Выпрессовка инструментов из шпинделей. Выпрессовка инстру-
мента из шпинделей револьверной головки происходит от электро-
20 69
двигателя А43 посредством передач при включенной муфте
1 21
Л41а, червячную передачу передачу вал XXII и эксцентрик
Э2, смонтированный в пазу оси поворота револьверной головки.
Смазка револьверного суппорта. Смазка происходит от электро-
20 69 56
двигателя М3 посредством передач gg, gg, вала X У, на котором
расположен эксцентрик ЭЗ, приводящий в действие плунжерный
насос.
Позиционирование осуществляют перемещением стола и салазок.
Редукторы продольного и поперечного перемещений одинаковы по
конструкции и обеспечивают сначала быстрое, а затем медленное пе-
ремещение стола и салазок при подходе к заданной точке за счет
применения электропривода со ступенчатым регулированием.
Перемещение салазок. Редуктор перемещения салазок смонтиро-
ван на валах XXXV — XLI. Быстрое перемещение салазок проис-
ходит при включении муфты Л113 по следующей кинематической
135
цепи. От электродвигателей М5 (N — 0,6 кВт, п = 1380 об/мин)
32 26 34 16 55
посредством передач gg, движение передается на ходо-
вой винт качения XVI с шагом Р = 6 мм.
Скорость быстрого перемещения
. тол 32 26 34 16 55 с оогп /
v = 1380-----------------6 3850 мм/мин.
48 34 16 55 37
Медленное перемещение салазок происходит при включении муф-
ты Л4И. От электродвигателя Мъ движение с вала XXXV передается
VT , 17 35 25 16 16 55
ходовому винту XLI через передачи gg, g^, gg,
На ходовом винте расположен электромагнитный тормоз Л41в,
а на валу XXXIX перегрузочная муфта Л116. Шариковый ходовой
винт соединен с ходовым преобразователем посредством муфты М17
186
и передачи -gp
Перемещение стола происходит от двигателя М4 (N = 0,6 кВт,
п — 1380 об/мин). Редуктор стола не отличаетея от редуктора сала-
зок, поэтому на его кинематической схеме не нанесены обозначения
валов и колес.
Нарезание резьбы. Для нарезания резьбы машинным метчиком
служат патроны, которые могут быть установлены в любую пози-
цию револьверной головки. При нарезании резьбы используют
копир, винт-гайку с шагами 1,0; 1,25; 1,5; 1,75; 2,0; 3,0 мм, набор
сменных цанг для закрепления метчиков, переходные квадраты.
В резьбонарезной головке имеется механизм для настройки работы
головки по циклу прямой ход (резьбонарезание) — реверс (вывер-
тывание метчика после нарезания резьбы). Полный цикл работы
с суппортом обеспечивается электрической схемой станка. Враще-
-.пие от шпинделя передают посредством вкладыша, вставленного
в шпиндель револьверной головки, через зубчатую муфту на пово-
док, шлицевый вал и цангу.
4. СТАНКИ МОД. 2А620Ф2, 2Д450АФ2, 2623ПМФ4, 243ВФ4
Горизонтально-расточный станок мод. 2А620Ф2. Станок предназ-
начен для сверления, зенкерования, растачивания, фрезерования
и нарезания резьб метчиками в заготовках из черных и цветных
металлов в условиях единичного мелкосерийного производства
(рис. 99).
Станок имеет неподвижную переднюю стойку 4 и встроенный
поворотный стол 2 с продольным и поперечным перемещением.
Передняя стойка и стол расположены на станине 1. По вертикаль-
ным направляющим стойки 4 может перемещаться. шпиндельная
бабка 5. Станок выполнен с нормальным выдвижным шпинделем 3
и радиальным суппортом, расположенным на планшайбе станка.
Шпиндельный узел смонтирован на прецизионных подшипниках
136
качения, которые обеспечивают длительное сохранение точности,
повышенную жесткость и виброустойчивость. Станок имеет раздель-
ные электрические приводы для перемещения шпиндельной бабки
и поперечного перемещения стола. Направляющие станины и сала-
зок стола имеют телескопические защитные устройства.
Техническая характеристика станка мод. 2А620Ф2
Диаметр расточного шпинделя, мм . . . . . . . . . 90
Размеры стола (длинаХширина), мм............................. 1120X1250
Продольные и поперечные перемещения шпиндельной бабки и
стола, мм, не более .......................................... 1000
Перемещение шпинделя в осевом направлении, мм, не более . 710
Диаметр планшайбы, мм........................................ 630
Частота вращения шпинделя (бесступенчатое регулирование),
об/мин......................................................... 10—1600
Рабочая подача бабки и стола, мм/мин......................... 1,25—2000
Быстрое перемещение, мм/мин:
стола и бабки............................................ 2500
шпинделя.................................................. 4000
Мощность электродвигателя, кВт................................ 10
Масса обрабатываемой детали, кг, не более..................... 4000
На станках применяют позиционную прямоугольную систему
типа П323 или РА321 фирмы «Alcatel» (Франция), с помощью кото-
рой обеспечивают позиционирование и прямоугольное формообра-
зование. Программоноситель — восьмидорожковая перфолента.
Имеется цифровая индикация текущего и задаваемого значений по
координатам. Число управляемых осей координат: всего — пять,
одновременно — две. Дискретность отсчета по осям координат
X', Y, Z составляет 0,01 мм. Возможно введение коррекций длины
и положения.
Координатно-расточной станок мод. 2Д450АФ2. Одностоечный
координатно-расточной станок мод. 2Д450АФ2 (рис. 100) изготов-
Рис. 99. Горизонтально-расточной станок мод. 2А620Ф2
137
ляют на базе серийно выпускаемого станка мод. 2Д450. Он пред-
назначен для выполнения таких же технологических операций, как
и станок мод. 2Д450.
Техническая характеристика станка мало отличается от харак-
теристики аналогичного универсального станка 2Д450 без програм-
много управления. Поэтому приведем только основные технические
параметры по системам программного управления. '
Для управления станком используют пульт П326. Число управ-
ляемых осей координат: всего — три, одновременно—две. Тип
привода подач — электродвигатель, регулируемый с помощью
магнитного усилителя, обеспечивающий бесступенчатое регулиро-
вание. Пределы рабочих подач по осям координат X' и Y' 90—
300 мм/мин, а по оси Z' 2—250 мм/мин. Скорость быстрого переме-
щения по осям координат X' и У' 2000 мм/мин, а по ocnZ'
1190 мм/мин. Точность отсчета по осям координат X' и Y' 0,012 мм.
Дискретность отсчета по осям координат X' и У' 0,001 мм, а по оси
Z' 0,01 мм.
В станке применены направляющие качения, оптические эк-
ранные отсчетные устройства. Возможны режимы работы: автомати-
ческий, с предварительным набором координат, вручную, как на
обычном станке.
Точность установки координат в автоматическом цикле 0,008 мм,
допуск формы отверстия 0,005 мм. Шероховатость обработки Ra =
= 0,324-2,5 мкм. Станок оснащают делительными столами, борш-
тангами, универсальными резцедержателями и другими приспособ-
лениями.
Координатно-расточной станок мод. 2623ПМФ4. На рис. 101
показан расточной станок мод. 2623ПМФ4 с числовым программным
управлением, оснащенный системой автоматической смены инстру-
мента и инструментальным магазином цепного типа, расположен-
Рис. 100. Координатно-расточной станок мод.
. 2Д450АФ2
138
Рис. 101. Координатно-расточной станок мод. 2623ПМФ4
ным рядом со станком. Управление осуществляют от комбинирован-
ного устройства с ЧП У.
Техническая характерстика станка мод. 2623ПМФ4
Размеры'рабочей поверхности стола (длинаХширина), мм 1120X1250 или
1250X1600
Диаметр выдвижного шпинделя, мм........................ 116
Частота вращения шпинделя, об/мин.......................... 5—1250
Рабочие подачи, мм/мин................................. 2—1600
Скорость быстрых перемещений:
по линейным координатам, м/мин......................... 8
поворотного стола, об/мин............................... 3,2
Мощность электродвигателя главного привода, кВт . , 15
• Конструкция шпиндельного узла с фрезерным и расточным шпин-
делями обеспечивает повышенную жесткость и виброустойчивость,
длительное сохранение точности. Изменение частоты вращения
шпинделя, а также подачи рабочих органов можно производить
в процессе резания. Электронное устройство обеспечивает быструю
и точную настройку шага и автоматическое нарезание резьбы.
Вертикальный сверлильно-фрезерно-растбчной станок мод.
243ВФ4. Этот станок с числовым программным управлением
(рис. 102) и автоматической сменой режущего инструмента, распо-
ложенного в магазине емкостью 230 инструментов. Он предназна-
чен для комплексной обработки корпусных деталей по заданной
программе. Управление станком осуществляют по трем координа-
там с помощью восьмидорожковой перфоленты в коде ISO от пози-
ционной системы числового программного управления типа «Раз-
139
мер 2М», обеспечивающей координатное перемещение стола, шпин-
дельной головки и гильзы, скорость этих перемещений, частоту
вращения шпинделя, смену инструмента из магазина, коррекцию
инструмента, циклы обработки. Имеется цифровая индикация за-
данных координат и фактического положения подвижных органов
станка.
Техническая характеристика станка мод. 243ВФ4
Размеры рабочей поверхности стола (ширинаХдлина), мм , . 320X560
Перемещение стола, мм, не более:
продольное................................................ 400
поперечное................................................. 250
Масса обрабатываемой детали, кг, не более.....................150
Диаметр отверстия, мм, не более:
растачивания............................................. 160
сверления ................................................. 35
Частота вращения шпинделя, об/мин.......................... 40—2500
Скорость быстрого перемещения стола, мм/мин................. 3000
Широкие технологические возможности и гибкость управления
создают возможность использовать эти станки в условиях единич-
ного, мелкосерийного и серийного производства.
Регулирование скоростей и подач шпинделя, а также подач
стола производят механическим вариатором главного привода и
приводами подач с электродвигателями постоянного тока, с широко-
импульсным преобразователем. Точность обрабатываемых деталей
характеризуется следующими показателями: точность установки
Рис. 102. Вертикально-сверлильно-фрезерно-расточ-
ной станок мод. 243ВФ4
140
координат 12 мкм, точность расстояний между осями обрабатывае-
мых отверстий 16 мкм, отклонение от круглости обработанных от-
верстий не более 3 мкм, шероховатость обработанной поверхности
Ra = 0,84-2,5 мкм. Производительность станка в 3—4 раза выше
производительности универсальных станков.
ГЛАВА.ВОСЬМАЯ
УХОД ЗА СТАНКАМИ
1. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
Рабочим местом станочника называют ту часть производственной пло-
щади цеха, где расположены станок, приспособления, инструменты, заготов-
ки и т. д. Образцовое содержание рабочего места — залог повышения произво-
дительности труда и качества обрабатываемых деталей. Необходимо помнить,
что рабочее место станочника является тем первичным звеном, в котором
создаются материальные ценности. Поэтому оно должно быть организовано
так, чтобы станочнику не приходилось непроизводительно затрачивать время
на поиски инструмента, приспособлений, заготовок, ходить за нарядами, тех-
нической документацией и т. д. Правильная организация рабочего места
предусматривает хорошее оснащение его оргоснасткой и тарой, инструментом
и приспособлениями, необходимыми для обеспечения технологического про-
цесса, средствами контроля, подъемно-транспортным оборудованием, обеспе-
чивающим минимальные затраты труда и времени станочника. Правильная
организация рабочего места станочника также должна обеспечить полную
безопасность работы, рациональное освещение, нормальную температуру,
влажность, чистоту воздуха.
На рабочем месте станочника должны находиться только те инструменты,
приспособления и заготовки, которые необходимы для выполнения данной
операции. Все остальное следует хранить на стеллажах или в рабочем шкафу
станочника с полочками и отдельными ячейками. Часто употребляемые мате-
риалы и инструменты хранят на верхних полках, а все то, что требуется ре-
же, — на нижних. Режущий инструмент в рабочем шкафу станочника сле-
дует разложить по типоразмерам. Небольшой режущий инструмент необхо-
димо размещать на верхних полках, более крупный и редко применяемый —
на нижних. Измерительный инструмент следует хранить отдельно от режу-
щего.
Мелкие заготовки, обрабатываемые в больших количествах, необходимо
хранить в ящиках, расположенных у станка на уровне рук рабочего. Готовые
детали складывают в отдельный ящик, также стоящий вблизи рабочего
места.
На рис. 103 показаны варианты рабочего места сверловщика. На
рис. 103, а приведено рабочее место сверловщика, работающего на вертикаль-
но-сверлильном станке, а на рис. 103, б показан план этого рабочего места.
На полу цеха установлен вертикально-сверлильный станок ], справа от него
расположен стеллаж 2 для хранения приспособлений, а слева — стеллаж-
подставка под настольное оборудование 8, рядом с которым имеется приемный
столик 6, на котором устанавливают тару 7 с заготовками. Инструментальная
тумбочка 4 предназначена для хранения режущего, измерительного и вспомо-
гательного инструмента, за ней устанавливают планшет 3 для рабочих черте-
жей и технологической документации. Вблизи станка под ноги станочника
кладут деревянную решетку 5, на которой устанавливают вращающийся
подъемный стул (на рис. не показан), для станочника.
141
Рис. ] 03. Варианты рабочего места сверловщика
На рис. 103, в показано рабочее место сверловщика, работающего на ра-
диально-сверлильном станке, а на рис. 103, г — план этого рабочего места;
оно организовано аналогично предыдущему. Рабочее место оснащено радиаль-
но-сверлильным станком 1, инструментальным шкафом 2, стеллажами 3 для
вертикального хранения, стеллажами-подставками 4 (приемными столами),
подставкой 5 под корпусные детали, решеткой б под ноги рабочего, планше-
том 7 для рабочих чертежей и технологической документации.
2. УХОД ЗА СТАНКАМИ
Работа на металлорежущих станках сверлильно-расточной группы,
как и на любом другом станке, может быть только тогда эффективной, когда
налажен тщательный уход за станками. Уход за станком необходим для сох-
ранения его точности и надежности в течение длительного срока работы.
К уходу за станком относится регулярная чистка, протирка и смазка всех
трущихся поверхностей, осмотры, регулирование и ремонты деталей и узлов.
Регулярный уход за станком дает возможность следить за всеми отклоне-
ниями в его работе и быстро их устранять. Но как бы тщательно не осущест-
влялся уход, происходит нарастающий постепенный износ деталей станка,
что неизбежно вызывает также постепенное снижение точности изготовляе-
мых деталей. Следовательно, наступает такое время, когда необходим ремонт
станка.
Различают два вида планово-предупредительного ремонта: текущий и
капитальный.
Текущий ремонт. Это — ремонт, при котором восстанавливают работо-
способность отдельных механизмов, выполняемый слесарями ремонтной
142
бригады участка или цеха, как правило, в нерабочее время. При текущем
ремонте заменяют поврежденные болты, зачищают и исправляют шпоночные
пазы, заменяют, если это необходимо, старые шпонки на новые, зачищают
заусенцы на шейках валов, втулок, зубьях колес, восстанавливают повреж-
денные защитные ограждения и ряд других операций.
Капитальный ремонт. Это — ремонт, при котором происходит полная
разборка станка. Объем работ определяют по предварительно составленной
дефектной ведомости.
Рекомендуются следующие правила ухода за станком.
' 1. Перед пуском станка следует тщательно очистить его от пыли и грязи,
проверить исправность механизмов, наличие смазки и охлаждающей жидкости
в смазочной и охлаждающей системах.
2. Масленки необходимо тщательно закрывать крышками во избежание
попадания в них пыли.
3. Направляющие суппортов, расположенные горизонтально, винты и
валики, открытые -трущиеся части, зубчатые передачи необходимо смазывать
тонким слоем масла, а вертикальные валики и винты, расположенные в мало-
доступных местах передачи, — солидолом Л. Своевременно удалять грязь
и отработанную смазку.
4. Масляные ванны следует заливать маслом согласно инструкции по
марке станка. Уровень масла должен быть на 15—20 мм ниже самого низкого
отверстия в корпусе коробки скоростей или коробки подачи.
5. Замену отработанного масла в смазочных устройствах следует произ-
водить не реже одного раза в три месяца и тщательно промывать резервуары
для масла.
6. Один раз в месяц необходимо очищать и промывать охлаждающую
систему и полностью заменять отработанную жидкость.
7. Во время работы станка необходимо следить за нагревом подшипни-
ков, не допуская их перегрева свыше 60° С.
8. По окончании работы убрать станок: поверхность станка очистить
от стружки, тщательно протереть чистыми салфетками все трущиеся поверх-
ности (направляющие станин, суппортов, открытые ходовые винты и др.);
перемещать стол по всей длине направляющих; удалять грязь и пыль из всех
пазов и отверстий, смазать все трущиеся поверхности и залить масло в мас-
ленки. Убирать станок во время его работы воспрещается.
Кроме паспорта, заводом-изготовителем к каждому станку прилагается
руководство или инструкция по уходу и обслуживанию, содержащая необ-
ходимые сведения для правильно^ эксплуатации станка.
Осмотры станков. Наружный осмотр без разборки для выявления дефек-
тов станка в целом и по элементам. Эти осмотры проводят между двумя пла-
новыми ремонтами и являются по существу одним из видов основной ремонт-
ной профилактики. При^осмотре устраняют все мелкие дефекты и выявляют
более крупные, если они имеются. Осмотры проводят в плановом порядке и,
как правило, в нерабочее время. Результаты осмотра записывают в журнал
осмотров и текущих ремонтов и по ним уточняют объем очередного ремонта.
Если при осмотре будут обнаружены такие неисправности, которые могут
причинить серьезное ухудшение работы станка за время, оставшееся до бли-
жайшего планового ремонта, то эти неисправности следует устранить немед-
ленно.
При осмотрах открывают крышки для проверки состояния механизмов
стайка, проверяют правильность переключения рукояток скоростей шпин-
деля и подач, производят регулирование фрикционных муфт. Подтягивают
прижимные планки кареток, стола. Подтягивают «ослабшие» соединения или
заменяют изношенные детали — шпильки, винты, гайки, а также пружины.
Производят проверку состояния системы охлаждения и системы смазки и ряда
других, предусмотренных в инструкции по уходу за станком.
Испытание станков. Каждый станок после выхода из ремонта подвергают
следующим испытаниям:
1) испытание станка на холостом ходу, проверку работы механизмов и
проверку паспортных данных; 2) испытание станка в работе под нагрузкой,
143
а специальных станков и на производительность; 3) проверку станка на гео-
метрическую точность, шероховатость поверхности и точность обрабатывае-
мой детали; 4) испытание станка на жесткость; 5) испытание на виброустой-
чивость при резании.
Все перечисленные выше испытания металлорежущих станков произво-
дят по установленным государственным стандартам, по определенным методи-
кам, которые здесь не приводятся.
3. СМАЗКА СТАНКОВ
Рис. 104. Смазка радиально-
сверлильного станка мод. 2М55:
(/—19 — точки смазки)
Правильная система смазки значительно снижает потери энергии на
трение, повышает, коэффициент полезного действия станка, уменьшает износ,
увеличивает долговечность трущихся поверхностей, сохраняет точность стан-
ка, способствует плавной его работе и получению заданной шероховатости
поверхностей деталей, обрабатываемых на станке.
В качестве смазочных материалов в станках применяют жидкие мине-
ральные масла и густые (консистентные) мази. Наибольшее применение для
смазки станков получили индустриальные масла следующих марок: И-12А,
И-20А, И-ЗОА. Эти масла больше подходят для смазки отечественных быстро-
ходных механизмов н дают возможность осуществить'централизованную смаз-
ку с ее циркуляцией и очисткой от загрязнения, надежно обеспечивающая
смазку всех основных узлов станка. *
Выбор сорта смазки в первую очередь определяется скоростями относи-
тельного скольжения и нагрузками, действующими в сопряжениях. При
прочих равных условиях чем выше скорость относительного скольжения и
чем меньше удельное давление (на единицу площади) в сопряжении, тем
меньшей вязкости должно быть масло. Для прецизионных металлорежущих
станков, как правило, выбирают смазку, имеющую наименьшую вязкость.
В металлорежущих станках выбор сорта смазки затрудняется тем, что
имеет место большое разнообразие пар трения, работающих при различных
относительных скоростях и нагрузках. Применение разных смазок усложнило
бы конструкцию смазочной системы и затруднило эксплуатацию такого станка.
Поэтому обычно выбирают один (реже
два) сорта масла, ориентируясь на сред-
ние условия работы и на ответственные
сопряжения станка.
В качестве примера рассмотрим смаз-
ку радиально-сверлильного станка мод.
2М55 (рис. 104). Станок снабжен комби-
нированной системой смазки. Смазка тру-
щейся пары колонна — рукав осуществ-
ляется автоматически с помощью плунжер-
ного насоса, который при каждом сраба-
тывании механизма от-жима рукава подает
порцию масла к трущимся поверхностям.
Механизмы, находящиеся внутри свер-
лильной головки, смазывают автоматичес-
ки от общей гидравлической систему свер-
лильной головки. Остальные трущиеся
’ элементы станка смазывают вручную.
Смазку шпиндельных пошипников про-
изводят вручную с помощью шприца. Смаз-
ка нижних подшипников возможна при
выдвинутом шпинделе. Смазку верхних
подшипников производят шприцмасленкой
со специальным наконечником через отвер-
стие в корпусе сверлильной головки. Для
этого необходимо предварительно снять
передний щиток сверлильной головки.
144
4. техника безопасности
При работе на сверлильно-расточных металлорежущих станках могут
иметь место производственные травмы, если вопросам безопасности при ра-
боте на металлорежущих станках не уделяется необходимого внимания
К числу основных причин производственных травм следует отнести несоблю-
дение техники безопасности при работе режущим инструментом, пользовании
приводными и передаточными механизмами, электрическим током. При ра-
боте на станке следует особое внимание уделять отлетающей стружке, обра-
щению с деталями, заготовками и другими предметами.
Режущие инструменты. В ряде случаев практически не удается оградить
вращающийся инструмент, как, например, при работе на сверлильных стан-
ках. Поэтому важное значение имеет состояние спецодежды, исключающей
возможность захвата ее вращающимся инструментом. Порванная, не застег-
нутая на все пуговицы одежда, не убранные под головной убор волосы, вы-
пущенные наружу концы женских косынок, платков, галстуков служат при-
чиной захвата рабочего вращающимися частями станка или инструмента.
Приводные и передаточные механизмы. Ограждению подлежат все при-
водные и передаточные механизмы станка (зубчатые колеса, цепи, ремни,
шкивы, валы); вращающиеся приспособления, особенно имеющие выступаю-
щие части (кулачковые и поводковые патроны, планшайбы); вращающийся
режущий инструмент (фрезы, абразивные круги); зоны резания, токоведу-
щие части, находящиеся под опасным напряжением. Большую опасность
представляют выступающие концы гладких и медленно вращающихся валов
и винтов, открытые з-убчатые цепные и другие передачи, а также вращающиеся
детали любой формы с выступающими частями, борштанги с резцами.~Вее
эти опасности могут быть устранены за счет установки защитных ограждений,
удобных при эксплуатации станка.
Сливная (ленточная) стружка. При невнимательном отношении к слив-
ной стружке происходит большое число порезов рук и ног. До сих пор не
найдено универсального средства устойчивого ее дробления в процессе реза-
ния в широком диапазоне режимов резания. Травму можно получить как
в процессе эксплуатации станка, так и при уборке рабочего места. В этих
случаях следует пользоваться специальными захватами, чтобы освободить
станок и рабочее место от стружки.
Отлетающая стружка и пыль хрупких металлов. При обработке бронзы,
латуни, чугуна, различных сплавов и стали образуется элементная стружка.
Эта отлетающая стружка и пыль причиняют травмы в виде ожогов лица и,
рук, а также засорения глаз станочника. При обработке хрупких металлов и
неметаллических материалов воздух рабочей зоны загрязняется пылью об-
рабатываемого материала, имеющего во многих случаях вредные составляю-
щие, такие, как свинец, бериллий, асбест и др.
Приспособления для закрепления обрабатываемых заготовок. Несчаст-
ный случай может произойти из-за слабого крепления детали или инстру-
мента, которые могут сдвинуться и нанести травму. При закреплении детали и
инструмента возможен срыв с болта или гайки «разработанного» ключа не-
соответствующего размера. Станочник должен иметь полный набор гаечных
ключей, соответствующих размерам гаек и болтов.
Заготовки и готовые детали. Травмы иногда возникают при установке
заготовки и съеме обработанной детали со станка вручную (падение заготов-
ки на ноги, защемление рук между заготовкой и станиной станка). Ушибы
ног или других частей тела часто происходят в результате неправильной ук-
ладки деталей, неудовлетворительного состояния полов и рабочих мест. Вы-
сота штабелей мелких деталей не должна быть более 0,5 м, средних — 1 м,
крупных — 1,5 м.
Движущиеся части станков. Установку заготовки и съем обработанных
деталей производят при выключенном станке и на расстоянии от режущего
инструмента, могущего вызвать травму при неосторожном движении.
Электрический ток. Поражение током при работе на станках — явление
относительно редкое, однако это грозная опасность. Поэтому ограждения,
145
блокировки и заземление должны быть всегда в исправном состоянии в соот-
ветствии с действующими правилами.
Травмы могут возникнуть при падении человека на поврежденном или
загрязненном эмульсией, маслом или стружкой полу, при столкновении
людей или наезде транспортных средств в механических цехах машинострои-
тельных заводов.
В создании безопасных условий труда при работе на металлорежущих
станках применяют дистанционное управление или манипуляторы с програм-
мным управлением, называемых промышленными роботами. Промышленным
роботом называют манипулятор автоматического действия, обеспечивающий
некоторые двигательные функции человека при выполнении ряда производ-
ственных процессов. Современный промышленный робот обладает гибкостью
и надежностью исполнительного органа (механической руки) и может перена-
лаживаться с помощью систем программного управления на различные траек-
тории и режимы движения. Промышленные роботы можно использовать при
решении ряда задач, обеспечивающих безопасность труда при выполнении
технологических процессов в условиях, опасных для жизни и здоровья
человека.
Долгопрудненский авиационный техникум
Электронная библиотека
I 3Я1®^К:А.Ю.КОЗПОВС|<ИЙ Исполнитель Н.Н.МИЛИЦКИЙ
‘***-_ТЦ* tTr -
141702 Россия, Московская оба
г. Долгопрудный, лл.Собина,1 ’
Phone: 8(495)4084593 8(495)4083109
datalf@mait.ru'
gosdat.ru
ПРИЛОЖЕНИЕ
Технические характеристики одношпиндельных
вертикально - сверлильных станков
Параметр 214118 '•'Hl 18А 2Н125 2Н125А 2Н135 2Н135А 2Н150 2Н150А 2Г175
Условный диаметр свер- 18 25 35 50 75
Ленин, мм, не более
Вылет шпинделя, мм 200 250 300 . 350 400
Ход шпинделя, мм, не бо- 150 200 250 300 750
лее Расстояние от конца 0—650 60—700 30—750 0—800 0—850
шпинделя до стола, мм
Рабочая поверхность сто- 320—360 400—450 450—500 500—560 56 0— 630
ла (ширинаХдлина), мм Ход стола, мм 350 270 300 360 з6(Г
Число скоростей шпинде-
ЛЯ Частота вращения шпин- . 9 180— 2830 45—2000 12 31,5— 22,4— 18—800
деля, об/мин Число подач шпинделя 6 —1400 9 — 1000 12 33
Подача шпинделя, мм/об 0,1—0,56 0,1—1 ,6 0,05— 0,02—4,5
Сила подачи, Н, не более 5600 . 9000 15 000 —2,24 23 500 40 000
Мощность электродвигате- 1,5 2,2 4 7,5 10
ля главного движения, кВт
Габаритные размеры стан- 850 х 2290Х 2690 X 3090 X 2110Х
ка, мм Х590Х Х805— Х830Х Х875Х Х1360Х
Х2080 Х1130 Х1245 Х1293 Х3530
Масса станка, кг 450/485 1020/1030 1450/1500 1880/1930 4150
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРИЗОНТАЛЬНО-
РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
Показатель 2620В . 2620Г 2622В 2622Г 2636 2636Ф-1 2636Г 263 6ГФ-1 । 2636ГФ-2 2637 2637Ф-1 2637Г 2637ГФ-1 2637ГФ-2
Диаметр выдвижного шпинделя, мм 93 но 125 160
Масса обрабатываемой детали, кг, не более Вертикальное перемеще- ние-шпиндельной бабки 3000 8000
1000 1400
Продолжение
Показатель 2620В 2620Г 2622В 2622Г 2636 263 6Ф-1 2626Г 2636ГФ-1 2636ГФ-2 2637 2637Ф-1 2637Г 2637ГФ-1 2637ГФ-2
Перемещение выдвижного шпинделя, мм 710 • 1000
Перемещение стола, мм: продольное поперечное 1090 1600 1000 1600 1120
1000 1000
Перемещение радиального суппорта, мм 170 — 200 —
Частота вращения об/мин: выдвижного шпинделя планшайбы, об/мин 12,5— — 1600 12,5— — 1250 6,3—i(S)o 5—800
8—200 4—200 .
Число скоростей: выдвижного шпинделя планшайбы 22 21 Бесступенчатое
15 1 - | Бесступенчатое
Подача мм/мин: выдвижного шпинделя шпиндельной бабки стола (продольная и по- перечная) суппорта планшайбы ра- диально 2,2—1760 1,5— 1600
1,4—1110 1,0—1000
1,4—1110 1,0—1000
0,88— —700 —- 0,63—630 —
Скорость быстрых устано- вочных перемещений, мм/мин 3000 3000
Мощность электродвигате- ля привода главного движе- ния, кВт 10 19
Масса станка без принад- лежностей, кг ' ' 12500 35700 32500 35200 32000
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Андрианов А. И. Прогрессивные методы технологии машинострое-
ния. М.: Машиностроение, 1975, 238 с.
2. Винников И. 3., Френкель М. И. Устройство сверлильных станков
и работа на них. М.: Высшая школа, 1976. 264 с.
3. Использование станков с программным управлением. Справочное
пособие. Пер. с англ./Под ред. В. Лесли. М.: Машиностроение, 1976. 421 с.
4. Каминская В. В., Решетов Д. И. Фундаменты и установки метал-
лорежущих станков. М.: Машиностроение, 1975, 208 с.
5. Корсаков В. С. Автоматизация производственных процессов. М.:
Высшая школа, 1978. 296 с.
6. Локтева С. Е. Станки с программным управлением. М.; Машинострое-
ние, 1979, 288 с.
7. Лоскутов В. В. Шлифовальные станки. М.: Машиностроение, 1976“
190 с.
8. Муштаев А. Ф. Фрезеровщик-расточник. М.: Высшая школа, 1978.
182 с.
9. Наладки станков с программным управлением/А. Н. Ковшов,
В. А. Ратмиров, И. А. Вульфсон и др. М.: Высшая школа, 1976. 280 с.
10. Резание конструктивных материалов, режущий инструмент и стан-
ки/ Под ред. П. Г. Петрухи. М.: Машиностроение, 1974. 616 с.
11. Сверлильные и хонинговальные станки/С. И. Куликов, П.' В. Во-
лощенко, Ф. Ф. Ризванов и др. М.: Машиностроение, 1977. 262 с.
12. Смирнов В. К. Токарь-расточник. М.: Высшая школа, 1978. 224 с.
13. Станки с программным управлением. Справочник/Г. А. Монахов,
А. А. Огарин, Ю. И. Кузнецов и др. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.
14. Техническое черчение. Справочник/Под ред. Е. Г. Старожильца.
М.: Просвещение, 1974. 194 с.
15. Технология материалов в приборостроении/Под ред. А. Н. Малова.
М.: Машиностроение, 1969. 440 с.
- 16. Чернов Н. Н. Металлорежущие станки. М.: Машиностроение, 1978.
390 с.
17. Шапиро И. М. Пневмошпиндели для координатно-шлифовальных
станков. — Станки и инструмент, 1977, № 12, с, 13—14.
18. Шарин Ю. С. Станки с числовым управлением. М.: Машиностроение,
1976. 150 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................ . ................................ 3
Глава первая. Общие сведения о металлорежущих станках........... 5
1. Технологический’ процесс — основа изучения и построения метал-
лорежущего станка. Классификация станков........................ 5
2. Компоновка сверлильных станков. Закономерности’построения ме-
ханизмов главного движения и подач.............................. 8
3. Кинематическая схема станка .................%..............13
4. Унификация и стандартизация станков сверлильно-расточной
группы. Типовые механизмы сверлильно-расточных станков . . 16
5. Гидравлические передачи . . . ...............................z4
Глава вторая. Вертикально-сверлильные станки....................31
1. Общие сведения.............................................. 31
2. Вертикально-сверлильный станок мод. 2Н135...................33
3. Сверлильные патроны и втулки . . . .........................39
4. Оснастка специальных сверлильных станков....................45
Глава третья. Радиально-сверлильные станки......................49
1. Общие сведения.............................................. 49
-2г-Радиально-сверлильный станок мод. 2М55 . . .................51
3. Основные элементы радиально-сверлильного станка мод. 2М55 56
4. Управление переключением скоростей шпинделя и подач .... 62
5. Перемещение рукава по колонне и зажим...................... 68
Глава четвертая. Расточные станки................................70
1. Виды работ, выполняемые на расточных станках .................70
2. Компоновка горизонтально-расточных станков..................71
3. Горизонтально-расточной станок мод. 2620В....................73
4. Механизм переключения скоростей..............................82
5. Зажимные устройства для подвижных органов станка мод. 2620В 85
Глава пятая. Координатно-расточные станки.................... , 88
1. Общие сведения................................................88
2. Отсчетно-измерительные системы...............................89
3. Координатно-расточной станок мод. 2Д450 ................... 92
4. Оснастка координатно-расточных станков .................. . 99
5. Координатно-расточные станки мод. 2455, 2459 .............. 106
6. Координатно-шлифовальные станки. Уход за координатно-расточ-
ными станками..................................................109
150
Глава шестая. Алмазно-расточные станки...........’.............114
1. Общие сведения............................................ 114
2. Отделочно-расточной станок мод. 2А78........................116
3. Алмазно-расточные станки горизонтальной компоновки.........122
4. Станки для глубокого сверления..............................125
Глава седьмая. Станки с программным управлением................126
1. Общие сведения..............................................126
2. Классификация станков с числовым управлением................129
3. Вертикально-сверлильный станок мод. 2Р135Ф2.................130
4. Станки мод. 2А620Ф2, 2Д450АФ2, 2623ПМФ4, 243ВФ4 . . . , . 136
Глава восьмая. Уход за станками...............................141
1. Организация рабочего места..................................141
2. Уход за станками............................................142
3. Смазка станков............................................ 144
4. Техника безопасности...................................... 145
Приложение................................................... 147
Список литературы............................................. 149