Расточные станки

 

В группе расточных станков наиболее распространены гаризонтально-расточные и координатно-расточные станки. На рис. 3.18 приведена современная компоновка этих станков.

Горизонтально-расточный станок (рис. 3.18, а) содержит станину 2, имеющую коробчатую форму и внутренние ребра жесткости, на которой справа установлена стойка 3. По вертикальным направляющим стойки перемещается уравновешенная шпиндельная бабка 4, в которой размещены механизм главного движения, механизм перемещения выдвижного шпинделя 6, механизм вращения планшайбы 5, механизм радиального перемещения суппорта 7 по пазу планшайбы. На горизонтальных направляющих станины 2 установлен стол 8 с зажимным устройством для фиксации положения салазок в продольном направлении. На поперечных направляющих установлен верхний суппорт 9 с поворотным столом 10 и зажимные устройства. В правой нижней части станины установлен привод подачи 1 станка. На станине установлена задняя стойка 11, с люнетом 12, который перемещается по вертикальным направляющим задней стойки вместе со шпиндельной бабкой.

а б

 

Рис. 3.18. Расточные станки

 

Координатно-расточные станки по компоновке выполняют одностоечными и двухстоечными. Одностоечный станок содержит станину 1 с установленной на ней вертикальной стойкой 2 коробчатого сечения с V-образными направляющими. На направляющих стойки установлена уравновешенная грузом шпиндельная бабка 3, в которой размещены коробки скоростей и подач шпинделя 4. На направляющих станины установлены салазки 6, по которым в продольном направлении перемещается стол 5. На станине смонтированы приводы продольного и поперечного перемещения стола и салазок.

Координатно-расточные станки предназначены для обработки отверстий с высокой точностью и их взаимным расположением относительно базовых поверхностей в корпусных деталях, кондукторных плитах, штампах. На этих станках можно также производить разметочные операции. Точность линейных перемещений 2–8 мкм, угловых – до 5 мин. Станки необходимо устанавливать в термоконстантных помещениях с температурой воздуха 20 ± о,2^оС.

Для точного отсчета координатных перемещений координатно-расточные станки снабжены различными механическими, оптико-механическими и электронными устройствами отсчета.

Универсальный горизонтально-расточный станок модели 2620В. Предназначен для обработки корпусных деталей. На станке производят растачивание, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, прямую и обратную подрезку торцов, обрабатывают наружные и внутренние выточки, канавки, конусы, нарезают наружную и внутреннюю резьбы.

Техническая характеристика. Диаметр выдвижного шпинделя – 90 мм; размеры стола – 1120 × 1300 мм. Наибольшее перемещение стола: продольное -1090 мм, поперечное -1000 мм. Наибольшее вертикальное перемещение шпиндельной бабки -1000 мм. Наибольшее осевое перемещение выдвижного шпинделя -710 мм. Пределы частот вращения: шпинделя 12 – 2000 мин^-1, планшайбы 8 – 200 мин^-1. Пределы осевой подачи шпинделя 2,2 – 1760 мм/мин. Пределы вертикальной подачи шпиндельной бабки и подачи стола 1,4 – 1110 мм/мин.

Кинематическая структура станка (рис. 3. 19) включает следующие простые группы: скорости резания Ф_v(В₁), осевой подачи выдвижного шпинделя Ф_s1(П₂), вертикального перемещения шпиндельной бабки и люнета Ф_s2(П₃), продольной подачи стола Ф_s3(П₄), поперечной подачи стола Ф_s4(П₅), подачи поворота стола Ф_s5(В₆), радиальной подачи суппорта планшайбы Ф_s6(П₇). В структуру станка входит также винторезная группа Ф_v(В₁ П₈).

Движение скорости резания сообщается шпинделю 3, несущему планшайбу 5. При этом полый вал VII планшайбы установлен в шпиндельной бабке 6 на подшипниковых опорах. В полом валу на подшипниках установлена гильза VI, в шлицевом отверстии которой смонтирован с возможностью осевого перемещения шпиндель 3. Поэтому группу Ф_v(В₁) можно рассматривать состоящей из двух простых групп Ф_v1(В₁) и Ф_v2(В₁), имеющих общий участок внешней связи от электродвигателя М₁ до вала IV.

Группа Ф_v1(В₁). Ее внутренняя связь имеет вид:

подшипниковые опоры полого вала VII→ гильза VI со шпинделем 3 (В₁).

Внешняя связь – кинематическая цепь, выполненная в виде коробки частот вращения (орган настройки i_v1):

М₁ → (18/77 или 22/68 или 26/64) → (19/60 или 44/35) →

→(19/61 или 60/48) → (30/86 или 47/41) → шпиндель 3 (В₁).

 

Группа настраивается на скорость – коробкой скоростей (орган настройки i_v), на направление – реверсированием электродвигателя М₁.

Расчетная цепь для органа настройки i_v совпадает с внешней связью. Поэтому РП имеют вид:

n_м1 мин^-1 электродвигателя → n_ш мин^-1 шпинделя (В₁).

УКЦ для минимальной и максимальной частот вращения шпинделя:

Группа Ф_v2(В₁). Ее внутренняя связь имеет вид:

подшипниковые опоры шпиндельной бабки → вал VII планшайбы 5 (В₁).

Внешняя связь – кинематическая цепь, выполненная в виде коробки частот вращения (орган настройки i_v2):

М₁ → (18/77 или 22/68 или 26/64) → (19/60 или 44/35) →(19/61 или 60/48) → муфта М₁ → 21/92 → вал VII планшайбы5 (В₁).

Группа настраивается на скорость – органом настройки i_v, на направление – реверсированием электродвигателя М₁.

Рис. 3.19. Кинематическая схема горизонтально-расточного станка модели 2620В

 

Расчетная цепь для органа настройки i_v совпадает с внешней связью. Поэтому РП имеют вид:

n_м1 мин^-1 электродвигателя → n_пл мин^-1 планшайбы (В₁).

УКЦ для минимальной и максимальной частот вращения планшайбы:

Группа Ф_s1(П₂) осевой подачи выдвижного шпинделя 3 используется при растачивании отверстий. Ее внутренняя связь – поступательная пара

шлицевая гильза VI → шпиндель 3 (П₂).

Внешняя связь – кинематическая цепь, связывающая регулируемый электродвигатель М₂ постоянного тока с ТВ (шаг 20 мм) шпинделя

М₂ → муфта М₅ → 60/48 → 4/29 → 44/31 → ТВ → шпиндель (П₂).

Группа настраивается на скорость и направление – соответственно изменением круговой частоты и направления вращения электродвигателя, на путь и исходное положение – по упорам (лимбу).

РП для определения подачи шпинделя:

n_м2 мин^-1 электродвигателя М₂ → s_ш мм/мин шпинделя (П₂).

Наибольшая подача шпинделя (УКЦ)

Группа Ф_s2(П₃) вертикального перемещения шпиндельной бабки 6 и люнета 1. Ее внутренняя связь:

вертикальные направляющие передней и задней стоек →;

→ шпиндельная бабка 6 (П₃) и люнет 1 (П₃).

Внешняя связь – две параллельные, равнозначные кинематические цепи, имеющие общий участок от электродвигателя М₂ до вала VIII:

М₂ → муфта М₃ → 18/75 → 62/62 → 24/96 → ТВ (двухзаходный ходовой винт с шагом 8 мм) → шпиндельная бабка (П₃)

и 24/96 → 96/24 → 22/44 → 17/34 ТВ (двухзаходный ходовой винт с шагом 8 мм) → люнет (П₃).

Скорость вертикального перемещения исполнительных органов группы задается посредством изменения круговой частоты электродвигателя, а направление перемещения – реверсированием электродвигателя. Величина перемещения задается по упорам.

Группа Ф_s3(П₄) продольной подачи стола 2. Внутренняя связь группы:

направляющие станины → продольный стол 2 (П₄).

Внешняя связь:

М₂ → 18/75 → муфты М₃ и М₄ → 26/65 → 16/40 →;

→ ТВ(двухзаходный ходовой винт с шагом 10 мм) → стол 2 (П₄).

Продольная подача стола задается посредством изменения круговой частоты электродвигателя, а направление перемещения – реверсированием электродвигателя. Величина перемещения задается по упорам.

Группа Ф_s4(П₅) поперечной подачи стола. Внутренняя связь группы:

направляющие продольного стола 2 →поперечный стол (П₅).

Внешняя связь:

М₂ → 18/75 → муфты М₃ и М₄ → 22/29 → 34/42 → 16/32 →;

ТВ(двухзаходный ходовой винт с шагом 8 мм) → поперечный стол (П₅).

Параметры поперечной подачи стола задаются так же, как параметры продольной подачи стола.

Ненастраиваемая группа Ф_s5(П₆) подачи поворота стола. Внутренняя связь:

круговые направляющие → стол (В₆).

Внешняя связь:

М₃ → 75/150 → 2/35 → 13/188 → стол (В₆).

Частота вращения стола равна

Группа Ф_s6(П₇) радиальной подачи суппорта 4 планшайбы 5. Внутренняя связь группы:

радиальные направляющие на планшайбе 5 → суппорт 4.

Внешняя связь – кинематическая цепь:

М₂ → 18/75 → муфта М₅ → 60/48 → 4/29 → муфта М₈ →

→64/50 → 16/32 → 16/23 → 35/100 → 100/23 → 17/17 →;

→ТВ (передача винт-гайка, шаг 16 мм) → суппорт 4 (П₇).

Параметры радиальной подачи суппорта 4 задаются так же, как параметры продольной и поперечной подачи стола 2. Радиальную подачу суппорта можно осуществлять как при вращающейся, так и при невращающейся планшайбе.

Сложная винторезная группа Ф_v(В₁ П₈) используется для нарезания наружной и внутренней резьбы резцом. Для этого на шпиндель 3 устанавливают приспособление с резьбовым резцом. Внутренняя связь группы – кинематическая цепь

шпиндель (В₁) → (86/30 или 41/47) → 67/94 → (i_x = a/b ∙ c/d) → 18/36 → → 4/29 → 44/31 → ТВ (ходовой винт, шаг 20 мм) → шпиндель 3 (П₈).

Внешняя связь – кинематическая цепь, связывающая электродвигатель М₁ со звеном соединения связей – шлицевой гильзой IV:

М₁ → (18/77 или 22/68 или 26/64) → (19/60 или 44/35) →;

→(19/61 или 60/48) → шлицевая гильза IV.

Группа настраивается на траекторию – гитарой (i_x = a/b ∙ c/d), на скорость – коробкой частот вращения шпинделя; на направление – реверсом, совмещенном с гитарой i_x; на путь и исходное положение – по лимбу.

Гитара i_x. Расчетная цепь совпадает с внутренней связью группы. Поэтому РП:

1 оборот шпинделя (В₁) → t мм осевого перемещения шпинделя (П₈).

УКЦ:

ФН:

Все виды подач можно также осуществлять вручную посредством рукояток, устанавливаемых на квадраты, выполненные на концах тяговых валов.

Координатно-расточный станок модели 2Д450АМФ2. На станке производят практическим все виды сверлильных и расточных работ. При работе по программе предусмотрены следующие режимы: автоматический, полуавтоматический и ввод информации вручную.

Техническая характеристика. Наибольший диаметр сверления – 30 мм; наибольший диаметр расточки – 200 мм. Наибольшее продольное перемещение стола – 1000 мм; поперечное – 630 мм. Точность установки координат вручную - 0,006 мм; по программе – 0.01 мм. Пределы частот вращения шпинделя – 32-2000 мин^-1; пределы рабочих подач шпинделя 2=250 мм/мин.

Кинематическая структура станка (рис. 3.20) состоит из следующих групп: скорости резания (круговой частоты вращение шпинделя) Ф_v (В₁), вертикальной подачи шпинделя Ф_s1(П₂), продольной подачи стола Ф_s2(П₃), поперечной подачи стола Ф_s3(П₄).

Группа скорости резания Ф_v (В₁). Внутренняя связь:

гильза 4 → шпиндель 1 (В₁).

Внешняя связь:

М1 → 166/182 → 33/70 → двойной блок 3

зубчатых колес (70/40 или 19/55) → шпиндель (В₁).

Группа настраивается на скорость – изменением круговой частоты регулируемого электродвигателя М1 постоянного тока и двойным блоком зубчатых колес (70/40 или 19/55). Двойной блок используется для расширения бес-

Рис.3.20. Кинематическая схема координатно-расточного

станка модели 2Д45АМФ2

 

ступенчатого диапазона регулирования круговой частоты шпинделя. Переключение ступеней двойного блока 3 по программе осуществляется эксцентриком 2, получающем вращение от электродвигателя М2 через передачу 20/30. Входной вал двойного блока обеспечивает также вращение шестеренного насоса для подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания.

В схеме управления электродвигателя М1 в качестве датчика обратной связи используется тахогенератор Т, получающий вращательное движение через ременную передачу от входного вала привода круговой частоты.

Группа вертикальной подачи шпинделя Ф_s1(П₂). Внутренняя связь:

направляющие вертикальной стойки → гильза 4 шпинделя (П₂).

Внешняя связь имеет две параллельные ветви: одну для рабочих подач, а другую – для ускоренных, включаемых муфтами соответственно М₁ и М₂.

Внешняя связь рабочих подач имеет вид

М3 → 1/36 → муфта М₁ → 22/20 → 1/56 → ТВ (зубчато-реечная

передача колесо 16-рейка гильзы 4) → гильза (П₂).

Движение рабочих подач настраивается на скорость – изменением круговой частоты электродвигателя М3 постоянного тока; на направление – реверсированием электродвигателя.

УКЦ рабочих вертикальных подач шпинделя имеет вид

s_в = n_М3 ∙ 1/36 ∙ 22/20 ∙ 1/56 ∙ π m z мм/мин.

Внешняя связь ускоренных подач имеет вид

М3 → 1/36 → муфта М₂ → 53/18 → 54/17 → 22/20 → 1/56 → →ТВ(зубчато-реечная передача колесо 16-рейка гильзы 4) → гильза (П₂).

УКЦ ускоренных вертикальных подач имеет вид

s_в.уск. = n_М3 ∙ 1/36 ∙ 53/18 ∙ 54/17 ∙ 22/20 ∙ 1/56 ∙ π m z мм/мин.

Медленное ручное перемещение шпинделя осуществляют вращением маховика 5, а ускоренное – рукояткой 6.

Группы Ф_s2(П₃) и Ф_s3(П₄) соответственно продольной и поперечной подач стола, используемые при фрезеровании и позиционировании при установке координат, выполнены одинаково. Это упрощает систему управления и обслуживания станка. Поэтому рассмотрим только одну из этих групп.

Группа продольной подачи стола. Ф_s2(П₃). Внутренняя связь:

направляющие станины → продольный стол (П₃).

Внешняя связь, кинематическая цепь, связывающая управляемый электродвигатель постоянного тока М5 с продольным столом, являющемся звеном соединения связей

М5 → 2/30 → 20/20 → ТВ (червячно-реечная передача с однозаходным червяком,шаг 10 мм) → продольный стол (П₃).

Группа настраивается на скорость (рабочую и ускоренную подачи) и направление - изменением круговой частоты электродвигателя и его реверсированием; на путь и исходное положение – по программе.

Ротор электродвигателя соединен посредством ременной передачи с реактивным электродвигателем РД – 09. Эта связь для повышения точности позиционирования включается по программе посредством электромагнитной муфты в периоды разгона и торможения движения стола.

УКЦ продольных подач и ускоренных перемещений имеет вид

s_прод.= n_М5 ∙2/30 ∙ 20/20 ∙ (t_ТВ= 10).

Контроль пути перемещения стола осуществляется датчиком обратной связи (ДОС), преобразующим перемещение в импульсный сигнал. Этот сигнал подается в блок сравнения системы управления для коррекции сигнала управления движением.

Оснастка станка включает цент-роискатель, например, с индикатором, установочный центр, патроны, поворотный делительный стол.

На рис. 3.21 показан центроискатель с индикатором, используемый для совмещения центра отверстия или цилиндрического буртика детали с осью шпинделя станка. К коническому хвостовику 1 центроискателя, устанавливаемого в шпиндель, прикреплена линейка 3, в направляющих которой перемещается корпус 2, несущий индикатор 12, щуп 8 с рычагом 7 и шток 5 с пружиной 6. При совмещении центра отверстия щуп 8 прижимают к цилиндрической поверхности 9 силой пружины индикатора через измерительный наконечник 11 и рычаг,

Рис. 3.21. Центроискатель качающийся на оси 10. При выверке на- ружных поверхностей щуп прижимают к поверхности силой пружины 6 через шток 5 и рычаг 7, для чего поворачивают головку 4 на 90⁰.