Похожие
Текст
иство
АТЫ БАЮЩИХ
НАЛАДКА
И ЭКСПЛУАТА
МЕТАЛЛООБР/
СТАНКОВ
И АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
УДК 621.9.0Д=52 :658.527
Устройство, наладка и эксплуатация металлообрабаты-
вающих станков и автоматических линий. Л и с о -
вой А. И., М., изд-во «Машиностроение», 1971, стр. 432.
В книге изложены вопросы устройства, кинематиче-
ского расчета и настройки, а также наладки и эксплуа-
тации металлообрабатывающих станков и автоматиче-
ских линий. Даны краткие сведения о программном
управлении станками, приведены расчеты некоторых
важных узлов и деталей при модернизации и паспорти-
зации станков.
Учебное пособие предназначено для учащихся маши-
ностроительных техникумов по специальности «Монтаж
и эксплуатация металлообрабатывающих станков и ав-
томатических линий».
Табл. 18, илл. 208, библ. 44 назв.
Редактор д-р техн, наук проф. А. Н. Малов
Рецензенты: канд. техн, наук Б. Н. Кузнецов и инж. А. Н. Забуга
3-13-4
170-71
ПРЕДИСЛОВИЕ
Отечественное станкостроение представляет собой мощную
отрасль промышленности, обеспечивающую народное хозяйство
СССР высокопроизводительными станками. Эти станки постоян-
но совершенствуются и модернизируются. Непрерывно растет
выпуск станков с числовым программным управлением, станков
особо высокой точности, а также станков для электрофизичес-
ких и электрохимических методов обработки деталей.
Советские станкостроители постоянно и успешно работают
над созданием новых конструкций станков, технологических
процессов и методов обработки, учитывая требования, предъяв-
ляемые к металлообрабатывающим станкам в отношении обес-
печения высокопроизводительной обработки особо сложных
поверхностей и труднообрабатываемых материалов, а также в
отношении их точностных характеристик.
Настоящая книга является учебным пособием по курсу «Устрой-
ство, наладка и эксплуатация металлообрабатывающих станков и ав-
томатических линий» для средних специальных учебных заведений
по специальности «Монтаж и эксплуатация металлообрабатываю-
щих станков и автоматических линий». Порядок расположения мате-
риала и его объем соответствуют программе, утвержденной Цент-
ральным учебно-методическим управлением по средним специаль-
ным учебным заведениям Министерства высшего и среднего спе-
циального образования СССР.
Учебное пособие содержит материалы, отражающие общие сведе-
ния о станках, назначении и устройстве, их кинематике, конструк-
тивном выполнении отдельных узлов и настройке станков.
Особое внимание уделяется вопросам наладки и эксплуатации
станков и автоматических линий. Рассмотрены вопросы модер-
низации и паспортизации станков, а также отражены вопросы
транспортировки, установки на фундамент, испытания и прием-
ки станков.
В конце книги помещено приложение технических характе-
ристик металлообрабатывающих станков, рассматриваемых в на-
стоящем учебном пособии, которые могут быть использованы уча-
щимися при выполнении курсовых и дипломных проектов.
1*
3
Глава I
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТАНКАХ
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Металлорежущим станком называется машина, предназначен-
ная для придания заготовке определенной формы, размеров и класса
чистоты поверхностей в соответствии с рабочим чертежом детали
путем снятия стружки.
Экспериментальный научно-исследовательский институт
(ЭНИМС) классифицировал все металлорежущие станки по виду
выполняемых работ и применяемых режущих инструментов на
группы: 1) токарные; 2) сверлильные и расточные; 3) шлифоваль-
ные, полировальные, доводочные и заточные; 4) комбинированные;
5) зубо- и резьбообрабатывающие; 6) фрезерные; 7) строгальные,
долбежные и протяжные; 8) разрезные; 9) разные (табл. 1).
В зависимости от степени универсальности станки разделяют
на: а) универсальные или общего назначения, предназначенные для
выполнения различных операций при обработке деталей, разнооб-
разных по размерам и форме; б) специализированные, предназначен-
ные для обработки деталей одного наименования или немногих
наименований, сходных по конфигурации, но имеющих различные
размеры; в) специальные — для обработки одной определенной
детали.
По степени точности работы различают станки нормальной
точности — класс Н; повышенной точности — класс П; высокой
точности (прецизионные) — класс В; особо высокой точности —
класс А; и особо точные, или так называемые мастер-станки —
класс С.
В Советском Союзе принята единая система условного обозначе-
ния станков, основанная на присвоении каждой модели особого
номера (табл. 1).
Шифр модели станка составляют из трех или четырех цифр
(иногда с добавлением прописных букв), обозначающих: первая
цифра — группу, к которой относится станок; вторая цифра —
разновидность станка; третья и четвертая цифры — наибольший
размер обрабатываемой на станке детали или условный размер
станка. Буква после первой цифры указывает модернизацию станка.
Буква после всех цифр обозначает модификацию базовой модели
станка, т. е. видоизменение основной базовой модели. Например,
4
Таблица 1
Классификация металлорежущих станков по группам и типам
Станки Груп- па Типы станков
1 2 1 3 4
Токарные 1 Автоматы и полуавто- маты Револьверные Сверлильно- отрезные
одношпин- дельные многошпин- дельные
Сверлиль- ные и расточные 2 Вертикаль- но-свер- лильные Одношпин- дельные полу- автоматы Многошпин- дельные полуавтоматы Координатно- расточные
Шлифоваль- ные, поли- ровальные, доводочные, заточные 3 Кругло- шлифо- вальные Внутр и- шлифо- вальные Обдирочно- шлифовальные Специализи- рованные шлифовальные для валов
Комбиниро- ванные 4 Универ- сальные Полу- автоматы Автоматы —
Зубо- и резьбо- обрабаты- вающие 5 Зубостро- гальные для цилин- дрических колес Зуборезные для кони- ческих колес Зубофрезерные для цилиндри- ческих колес и шлицевых валиков Зубофрезерные для нарезания червячных колес
Фрезерные 6 Верти- кально- фрезерные, консольные Фрезерные непрерыв- ного действия — Копироваль- ные и грави- ровальные
Строгаль- ные, дол- бежные и протяжные 7 Продольно-строгальные Поперечно- строгальные (шепинги) Долбежные
одно- стоечные двустоеч- ные
Разрезные 8 Отрезные работающие Правйльно отрезные
токарным резцом абразивным кругом гладким или насечным диском
Разные 9 Опиловочные Пилонасе- кательные Правильно- и бесцентрово- обдирочные Балансиро- вочные
5
Продолжение табл. 1
Станки Груп- па Типы станков
5 6 7 8 9
Токарные 1 Карусель- ные Токар- ные и лобовые Много- резцо- вые Специали- зированные Разные токарные
Сверлиль- ные и расточные 2 Радиально- сверлиль- ные Расточ- ные Алмазно- расточ- ные Гори- зонта л ьно- сверлиль- ные Разные сверлиль- ные
Шлифоваль- ные, поли- ровальные, доводочные, заточные 3 — Заточ- ные Плоско- шлифо- вальные Притироч- ные и по- лироваль- ные Разные станки, ра- ботающие абразивом
Комбиниро- ванные 4 — — — — —
Зубо- и резьбо- обрабаты- вающие 5 Для обра- ботки тор- цов зубьев зубчатых колес Резьбо- фрезер- ные Зубо- отделоч- ные и обкатные Зубо- и резьбо- шлифо- вальные Разные зубо- и резьбообра- батывающие
Фрезерные 6 Вертикаль- ные бес- консольные Продоль- ные Широко- универ- сальные Горизон- тальные консольные Разные фрезерные станки
Строгаль- ные, дол- бежные и протяжные 7 Протяжные горизон- тальные — Протяж- ные верти- кальные — Разные строгаль- ные
Разрезные 8 Пилы — —
ленточные диско- вые ножо- вочные
Разные 9 Для испы- тания инстру- ментов Дели- тельные машины — — —
6
станок мод. 1А136. Первая цифра 1 означает, что станок относится
к токарной группе, буква А означает, что станок модернизирован,
вторая цифра 1 указывает на его разновидность — одношпиндель-
ный автомат. Последние две цифры 36 обозначают один из основных
параметров станка, который в данном случае характеризируется
наибольшим диаметром обрабатываемого прутка, равным 36 мм.
На базе токарно-винторезного станка мод. 1К62 выпускаются его
модификации: 1К62А — станок снабжен копировальным устрой-
ством; 1К62Б — изготовлен с повышенной точностью; 1К62Т —
обладает особо высокой точностью; 1К62ПУ — станок с програм-
мным управлением, а станок мод. 1К62М, работающий с автоматиче-
ским рабочим циклом, снабжен копировальным и загрузочным
устройством; кроме того, переключение подач и скоростей станка
можно осуществлять в процессе обработки.
§ 2. ВИДЫ ДВИЖЕНИЙ В СТАНКАХ
Для получения на станке детали согласно чертежу необходимо,
чтобы режущая кромка инструмента перемещалась относительно
заготовки, совершая заданное движение и снимая припуск в виде
стружки. Требуемое относительное перемещение может совершаться
инструментом, заготовкой или одновременно сочетанием двух дви-
жений — заготовки и инструмента. В соответствии с этим металло-
режущий станок должен иметь механизмы, посредством которых
осуществляются основные (рабочие) движения, а именно — главное
движение, называемое также движением резания и движением подачи.
Скорость главного движения определяется заданной скоростью
резания, а величина подачи — классом чистоты обрабатываемой
поверхности. В станках встречаются два вида главного движения:
вращательное (и) и возвратно-поступательное (vpvx). К вращатель-
ному движению относятся вращения заготовки в станках токарной
группы (рис. 1, а), режущего инструмента — в станках фрезер-
ной (рис. 1, б), сверлильной (рис. 1, в), шлифовальной (рис. 1, г)
групп.
Возвратно-поступательное движение осуществляется в стро-
гальных, долбежных, протяжных и других станках. Это движение
сообщается инструменту в долбежных (рис. 1, д), поперечно-стро-
гальных (рис. 1, е) станках или заготовке в продольно-строгальных
станках (рис. 1, ж).
Движение подачи (sr, s2, s3) в токарном станке — перемещение
суппорта вместе с резцом; в фрезерном станке — стола с заготов-
кой; в сверлильном станке — шпинделя со сверлом; в поперечно-
строгальном станке — периодическое перемещение стола с заготов-
кой; в продольно-строгальном станке — периодическое перемеще-
ние суппорта с резцами и т. д.
Вспомогательное движение совершается различными механиз-
мами станков, которые осуществляют холостые хода инструмента
7
и заготовки, поворот револьверной головки (vx), ускоренный подвод
и отвод инструмента и заготовки и т. д.
При работе автоматов после их наладки на изготовление опреде-
ленной детали, станок совершает следующие движения: автомати-
Рис. 1. Основные движения в станках:
а — токарно-винторезном; 6 — фрезерном; в — сверлильном; г — круглошлифовальном;
д — долбежном; е — поперечно-строгальном; ж — продольно-строгальном
ческий подвод инструмента к заготовке (вспомогательное движение
холостого хода); движение инструмента и заготовки, в интервале
времени которого осуществляется процесс резания заготовки и
автоматический отвод инструмента (вспомогательное движение
холостого хода). Все эти движения станок совершает автоматически*
Глава II
СВЕДЕНИЯ О КИНЕМАТИКЕ СТАНКОВ
§ 1. КИНЕМАТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ СТАНКОВ И УСЛОВНЫЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ
Станок состоит из двигателя, передаточного и исполнительного
механизмов, конструктивное исполнение которых осуществляется
при помощи кинематических звеньев и пар, соединяемых в опре-
деленной последовательности.
Кинематическое звено — часть механизма, состоящая из двух
соприкасающихся друг с другом деталей, например: вал и зубчатое
колесо; винт и гайка и т. д.
Кинематические цепи состоят из отдельных звеньев и кинемати-
ческих пар.
Кинематическая пара — совокупность двух звеньев, имеющих
ограниченные относительные движения, например, червячная пере-
дача, зубчатая передача и т. д. Каждая кинематическая цепь связы-
вает источник движения — двигатель с исполнительным органом.
Кинематическая цепь — совокупность кинематических пар, свя-
зывающих источник движения с исполнительным механизмом,
например: цепь главного движения, цепь передачи и т. д.
Источником движения в металлообрабатывающих станках обычно
является асинхронный электродвигатель трехфазного тока. Испол-
нительным механизмом может быть: суппорт токарного станка,
в резцедержателе которого закрепляется резец; шпиндель фрезер-
ного станка с закрепленной фрезой и т. д.
Совокупность всех кинематических цепей станка, условно изо-
браженных в одной плоскости, называется кинематической схемой.
Для изучения движений отдельных деталей, узлов станка при-
меняются условные схемы механизмов станков. Эти схемы позво-
ляют иметь наглядное представление не только о кинематике станка,
но и о его конструкции. В табл. 2 приводятся условные обозначения
основных элементов передач на кинематических схемах
(ГОСТ 3462—61).
Условные обозначения, приведенные в табл. 2, не могут обеспе-
чить полного представления о рассматриваемом станке, а поэтому
на кинематической схеме станка дополнительно указывают: диа-
метры шкивов, число зубьев и модуль зубчатых и червячных колес,
число заходов червяка, шаг ходового винта, мощность и число
9
Условные обозначения для кинематических схем
Наименование
Условные
обозначения
Наименование
Таблица 2
Условные
обозначения
Вал
Подшипники сколь-
жения:
а) радиальный
б) радиально-упор-
нцД односторон-
ний
в) радиально-упор-
ный двусторон-
ний
Подшипники каче-
ния:
а) радиальный
б) радиально-упор-
ный односторон-
ний
в) радиально-упор-
ный двусторон-
ний
Ременная передача:
а) открытым рем-
нем плоским
б) перекрестным
ремнем плоским
в) клиноременная
передача
Цепная передача
Зубчатые передачи:
а) цилиндрически-
ми колесами
б) коническими ко-
лесами
в) винтовыми коле-
сами
г) червячные пере-
дачи
Реечная передача
Храповая передача
Соединение детали с
валом:
а) установлено сво-
бодно на валу
б) скользящее по
валу на шпонке
в) установлено
жестко на шпон-
ке
г) закрепляемое на
валу при помо-
щи вытяжной
шпонки
Передача ходовым
винтом с гайкой
а) неразъемной
б) разъемной
Соединение двух ва-
лов:
а) глухое
б) глухое с предо-
хранением от пе-
регрузок
10
Продолжение табл. 2
Наименование
Условные
обозначения
в) шарнирное
г) телескопическое
д) эластичное
Муфты:
а) плавающая
б) зубчатая
в) кулачковая
односторонняя
г) кулачковая дву-
сторонняя
д) конусная
е) дисковая одно-
сторонняя
ж) дисковая дву-
сторонняя
з) обгонная одно-
сторонняя
и) обгонная двусто-
ронняя
Наименование
Шпиндели металло-
режущих станков:
а) центровых
б) патронных
в) прутковых
г) сверлильных
д) расточных (с
планшайбой)
е) фрезерных
ж) шлифовальных
Тормоза:
а) конусный
б) дисковый
в) колодочный
г) ленточный
Электродвигатели
а) на лапках
б) встроенные
в) фланцевые
Условные
обозначения
оборотов электродвигателя, опоры рычагов, порядковая нумерация
валов, рукоятки и маховички для ручного перемещения узла и др.
Для лучшего представления о рассматриваемом станке следует
нанести его контур с соблюдением пропорции всех узлов станка так,
чтобы кинематическая схема станка была вписана в этот контур.
§ 2. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ОТНОШЕНИЯ
Зубчатая передача. Если в станке передача состоит из несколь-
ких зубчатых колес, расположенных на валах /, //, III (рис. 2, а),
и известно число оборотов их вала /, то число оборотов п3 вала III
определяют по формуле
П8 = и -1. .
8 Ч г4
Рис. 2. Передачи в станках:
а — зубчатая; б — червячная; в — ременная;
г — цепная; д — реечная; е — винтовая
Отношение Л-ш = — • —
z2 z4
называется передаточным от-
ношением зубчатой передачи
от вала I к валу III. Число
оборотов вала ///я3= пхо_пь
откуда
Щ г2
где пх — число оборотов в ми-
нуту ведущего вала; п3 — чис-
ло оборотов в минуту ведомого
вала; и z3 — число зубьев
ведущих колес; г2 и z4 — чис-
ло зубьев ведомых колес.
Если в последней передаче
известным было не число обо-
ротов пх вала /, а число обо-
ротов п3 вала III, тогда расчет производится по формуле пх =
= Лз “•“ = ^зИн-1. В этом случае = — = — является nepe-
rs Z1 Z3 Zl
даточным отношением кинематической цепи от вала III к
валу /.
Червячная передача (рис. 2, б). Передаточное отношение чер-
вячной передачи i выражается формулой
ii-ii
А
г *
а число оборотов червячного колеса
k
где k — число заходов червяка; г — число зубьев червячного колеса.
12
Направление вращения червячного колеса зависит от направле-
ния вращения червяка и направления резьбы червяка — правой
или левой. В червячной передаче ведущим элементом является
червяк, а ведомым — червячное колесо.
Передаточные отношения кинематической цепи, составленной из
'иобых зубчатых и червячных передач, равно произведению переда-
।очных отношений кинематических пар, из которых составлена
кинематическая цепь.
Ременная передача (рис. 2, в). Передаточное отношение, если
пренебречь проскальзыванием ремня (или ремней) на шкивах:
rfi п2
I = -г = — ИЛИ По = Ht -г ,
а2 пг 2 1 а2
где d± — диаметр ведущего шкива в мм; d2 — диаметр ведомого
шкива в мм.
Цепная передача (рис. 2,г). Для цепной передачи передаточное
отношение рассчитывается следующим образом:
где — число зубьев ведущей звездочки; г2 — число зубьев ведо-
мой звездочки.
Реечная передача (рис. 2, д). Длина перемещениярейки за один
оборот зубчатого колеса
s = zt = г пт,
а при перемещении рейки от червяка
s~kt~ knm,
где z — число зубьев колеса; t — шаг зуба рейки в мм; т — модуль
в мм; k -- число заходов червяка.
Винт-гайка (рис. 2,е). Винтовая передача осуществляет xiepe-
мещение гайки за и оборотов винта на расстояние
5 = nt в,
где п — число оборотов винта;
t„ — шаг винта в мм.
Число оборотов винта п при известном S рассчитывается следую-
щим образом:
13
На рис. 3 показана кинематическая схема токарно-винторезного
станка. Условимся последовательность соединения кинематических
пар в цепи изображать цифрами, которые обозначают число зубьев
зубчатых колес или диаметры шкивов в мм. Чтобы найти передаточ-
ные отношения кинематической цепи коробки скорое гей, как и
Рис. 3. Кинематическая схема токарно-винторезного станка
указывалось ранее, необходимо перемножить между собой переда-
точные числа кинематических пар, составляющих данную кинема-
тическую цепь:
. __ 80 20 13 . _ 80 20 50
11 ~ 170 * 50 * 63: *4 — 170 ’ 50 ’ 50;
•_ 80 29 13 . _ 80 29 50
170*41 *63; 170*41 *50’
• — 80. 38 13 . __ 80 38 50
170 32 63 ’ ~~ 170 32 50 ’
Ряд чисел оборотов шпинделя (ведомого вала) токарно-винто-
резного станка равен произведению числа оборотов вала электро-
двигателя (ведущего вала), умноженному на передаточное отноше-
ние кинематической цепи от ведущего к ведомому валу. Так как
в данной цепи имеется ременная передача, которая снижает вели-
чину передаточного отношения на коэффициент скольжения (0,97—
0,98), уравнение ряда чисел оборотов шпинделя (п19 п2, ..., n6)
в минуту выражается следующим образом:
14
1 ЛОЛ 80 л ЛО 20 13 СЛ с ,,
п,= 1430 ™-0,98-=д-^ = 54,5 об/мин;
1 / и 0U оЗ
п2 = 1430 • 0,98 • £ • = 96,5 об/мин;
п3 = 1430 • 0,98 • = 150 об/мин;
11U oZ 03
и4 = 1430 ~ • 0,98 • g • g = 263,5 об/мин;
пъ = 1430 • 0,98• = 466,5 об/мин;
пЙ = 1430 J® 6 • 0,98 • g • g = 784 об/мин.
При составлении структурной формулы необходимо записать
кинематическую связь электродвигателя со шпинделем. Для этого
последовательно заносим число оборотов электродвигателя и пере-
даточные отношения всех звеньев, расположенных между электро-
двигателем и шпинделем.
Структурная формула имеет вид
20
50 1?
1 лол 80 » 29 г ж 63 / г /
1430 ПО-7- 4Г-/У- 50 ~Ш-
38 50
32
Блоки, состоящие из двух или трех зубчатых колес, соединенных
между собой, нашли в станках широкое применение. Перемещая
блок .вдоль оси вала, можно вводить в зацепление отдельные пары
колес, имеющие различные передаточные отношения, поэтому
ведомому валу можно сообщить разные числа оборотов.
Для настройки движения резца (рис. 3) необходимо составить
уравнение кинематической цепи от шпинделя III к суппорту станка,
в резцедержателе которого укреплен резец.
При нарезании резьбы на станке в цепь включают ходовой
винт В, а при точении — ходовой валик £>.
В общем виде расчетная формула продольного перемещения
суппорта snp за один оборот шпинделя при точении имеет вид
$пр = mpiziк. nl'(fiWTlZ ММ!об,
где imp — передаточное отношение трензеля; 1г — передаточное
отношение гитары; iK.n — передаточное отношение зубчатых колес
коробки подач; 1ф — передаточное отношение фартука.
Подставляя в предыдущую формулу постоянные величины,
получим
__ 1 31 2J 18 £ £ . 1 32 29 1 с 1 1 _ • • л,
s«₽ ~ 1 21'18' ’ 31 ’ У ' d' 1к-а ’ 36 ‘ 58 66 ’ Л ’ 1,0 ’ 11 — 1г1к-п 9 ’
15
Задавшись snp и зная можно вычислить передаточное отноше-
ние зубчатых колес гитары
. _ а с
Настройка кинематической цепи станка сводится к тому, чтобы
по заданному числу оборотов шпинделя или перемещению инстру-
мента составить уравнение кинематической цепи станка, затем
выделить из уравнения постоянные величины цепи, решить урав-
нение относительно переменного передаточного числа, а затем
подобрать сменные зубчатые колеса или определить соответствующее
включение зубчатых колес коробки.
Уравнение подачи при нарезании резьбы:
, 31 18 а_ £ .
1 ’21 ’ 18*31 ’ b * d 'tx-
Так как шаг нарезаемой резьбы и шаг ходового винта tx известны,
формула имеет вид
а с __tH
¥1~ТХ'
§ 3. УРАВНЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОГО БАЛАНСА
Математическое выражение, отражающее связь передаточных
отношений между движениями начального и конечного звеньев рас-
сматриваемой кинематической цепи, называется уравнением кине-
матического баланса.
Так, например, связь между электродвигателем главного при-
вода токарного станка через систему постоянных передач и коробку
скоростей и шпинделем выражается уравнением кинематического
баланса
Пит = Пэд1 посщ1 к.с*
где пЭ() — число оборотов электродвигателя в минуту; пП0СП1 —
произведение передаточных отношений всех пар передач, постоянно
участвующих в кинематических цепях рассматриваемого конечного
и исходного движений; iK.c — переменное передаточное отношение х
коробки скоростей или гитары.
Из этой формулы можно определить передаточное отношение
для настройки коробки скоростей или гитары:
; __ Пшп
•'К.С — „ .*
нэд1пост
§ 4. РЯДЫ ЧИСЕЛ ОБОРОТОВ ШПИНДЕЛЕЙ СТАНКОВ
Перепад скоростей резания, а следовательно, и оборотов шпин-
деля необходимо подобрать так, чтобы на всех ступенях чисел
оборотов шпинделя станка можно было работать в одинаково благо-
16
приятных условиях, т. е. располагать числа оборотов от ninin до
//шах по определенному закону.
Отношение максимального числа оборотов шпинделя к минималь-
ному называется диапазоном регулирования числа оборотов
^тах____q
rtmin
Академик А. В. Гадолин в 1876 г. предложил изменять число
оборотов шпинделя в станках
геометрической прогрессии.
Скорость резания рассчи-
тывается по формуле
л dn .
у = Тооо м1мин>
где d — диаметр обрабатыва-
емой поверхности в мм\ п —
число оборотов шпинделя в
минуту.
Если d = 0, то и v == О,
следовательно, уравнение
представляет прямую линию,
проходящую через начало
координат. В качестве при-
мера рассмотрим станок,
имеющий девять различных
чисел оборотов шпинделя nlt
п2, n3l ..., п9 (рис. 4). Расчет-
и производить его расчет по закону
v
ные скорость резания и число оборотов при обработке заготовки d
почти никогда не совпадают с одним из девяти чисел оборотов
шпинделя коробки скоростей, а следовательно, и со скоростью
резания при данном числе оборотов шпинделя.
Расчетная скорость v находится между скоростью v3 и v2, а сле-
довательно, и число оборотов п — между п3 и п2. Если вместо рас-
четной скорости v примем v3 и соответственно число оборотов п3,
то наблюдается преждевременное затупление режущего инстру-
мента, т. е. его стойкость окажется меньше расчетной. А поэтому
необходимо брать число оборотов п2, т. е. ближайшее меньшее.
Относительная потеря скорости при переходе от скорости v
к скорости v2
V *
подставляя вместо v и о2 их значение, выраженное через п и п2,
получим
ДУ= 1^2=1
п п
17
Если п приближается к п3, то относительная скорость Ди будет
максимальной, а следовательно, уравнение примет вид
Значение относительной максимальной потери скорости для
Д^тах всех интервалов разное, а следовательно, работа станка во
всех положениях окажется не в равноценных эксплуатационных
условиях. Для того чтобы относительная потеря скорости резания
при переходе от одного числа оборотов к другому оставалась по-
стоянной во всех интервалах чисел оборотов, что позволяет станку
работать рационально в эксплуатационных условиях, необходимо,
чтобы
Д^тах2 = 1 - ЛУтах, = 1 “ ИТ. Д-
Для выполнения условий о равенстве максимальной относитель-
ной потери скорости необходимо, чтобы
Д^тахз “ Д^тах3 = Д^тах* И Т. Д.
ИЛИ
— .±8 —
П3 П4 пв П7 П8 Пд
Величину этих равенств обозначим через тогда
«1 п2 п3 п4 и6 пв «7 п8 1
п2 ~~ Из ““ п4 п6 пб п7 — П8 “ Пу “ ср
или
п2 = П1ф;
п3 = п2ф = пхф2;
/г4 = п3ф = яхф3;
и8 = п7ф = пхф7;
п9 = И8ф = Пхф8.
В общем виде получаем формулу
= ^-1Ф = Л1Ф*"1-
Заменив через nmtn и приняв nz = nmax, получим
^тах ~ ^т1пф 1,
18
где «i == nmin — минимальное число оборотов; пг = nmax — мак-
симальное число оборотов; z — число различных скоростей шпин-
деля.
Максимальную относительную потерю скорости можно выразить
через <р:
или
AUmax = ’ Ю0%,
т. е. максимальная относительная потеря скорости резания v
зависит только от ф — знаменателя геометрического ряда чисел
оборотов шпинделя.
Определение знаменателя геометрического ряда. Нормаль стан-
костроения содержит ряд чисел оборотов шпинделей станков,
а также ряды подач, выраженные в геометрических прогрессиях.
Эти прогрессии имеют знаменатели следующего вида:
Ф = £/Гб = 10^’
или
ф = ^/Г2 = 2^,
отсюда
1 1
Ф = 10^1 2^ или £21g 10 = fi 1g 2,
откуда
E2^0t3Elt
где Ех и Е2 — целые числа.
Знаменатель геометрической прогрессии ф выбран не произ-
вольно, а в определенной связи между собой и с числами 2 и 10.
Так как знаменатель ф связан с числом 2 через определенное коли-
чество членов ряда, каждое число увеличивается в 2 раза, т. е.
встречаются числа 4, 8, 16, 32 и т. д. Кроме того, знаменатель ф
связан с числом 10, каждое число ряда через определенное коли-
чество членов увеличивается в 10 раз, т. е. если в ряде имеется
число 2, 8, встречаются также числа 28, 280 и т. д. Такое построение
ряда является положительным фактором в случае применения
в главном приводе двухскоростного электродвигателя, так как это
позволяет использовать обе скорости электродвигателя с рацио-
нальной работой коробки скоростей. ГОСТ предусматривает значение
Е = 40; 20; 10; 5 и Е 0,3 Ех = 12; 6; 3 и 1,5,
откуда __
ф40 =/10 =/2 = 1,06;
ф20 =/Т0 = /2 = 1,12,
ф10 = '/Т0 = /2 = 1,26;
ф5 = /10 = '/2 = 1,58.
19
Указанных четырех значений <р для расчета станков недоста-
точно, а поэтому добавлены
<р = /2 = 1,41; <р = /10 = 1,78; ф = /2=2.
Максимальная относительная потеря скорости Аитах в процен-
тах между двумя соседними числами оборотов п3 и п4, например,
при ф = 1,12 будет
AVmax = -100= • 100 10,7%.
Совокупность знаменателей, нормализованных в станкострое-
нии, приведена в табл. 3.
Таблица 3
Значения знаменателей рядов <р
ф 1,06 1,12 1,26 1,41 1,58 1,78 2
Vio У Тб w У io 20 /16 /То /Тб 10 /16
У2- /2 /2 /2 *’/2 '/S' /2
Д«тах = ^юо% приближенно принято 5 10 20 30 40 45 50
Расчетные формулы для геометрических рядов подач аналогичны
формулам для геометрических рядов чисел оборотов (табл. 4),
если заменить в этих формулах п буквой s и обозначить через ср
знаменатель ряда подач.
Еще в 1937 г. проф. А. И. Каширин предложил для наилучше-
го использования режущих свойств инструмента применять в ка-
честве основного закона изменения величины подач закон геомет-
рической прогрессии с соблюдением следующей зависимости:
где k — целое число > Г, <р$—знаменатель геометрической про-
грессии подач, следовательно, ряд чисел подач
si
с
max
smln
-- CS9
20
Нормальные ряды чисел оборотов в станкостроении
Значение знаменателя ряда
1,06 1,12 1,26 1,41 | 1.58 1 1,78 | 2 || 1,06 | 1,12 | 1,26 | 1,41 | 1,58 | 1,78 | 2 1,06 | 1,12 | 1,26 | 1,41 | 1,58 | 1,78 | 2
1 1 1 1 | 1 11 1 1 II 10 1 10 | 10 1 1 10 | 10 1 100 1 100 1 100 1 | 100 1 100 1
1,06 1 1 1 1110,61 1 1 1 1 1 106 | 1 1 1 1 1
1,12 1,121 1 1 1 II 11,21 н,21 1 11,21 | | 112 I 112 | | | | |
1,18 1 1 1 1111,81 1 1 1 1 1 118 | I 1 I 1 I
1,25 1,25 | 1,25 | | | || 12,5| 12,5| 12,51 | | | 125 | 125 | 125 | 125 | | | 125
1,32 1 1 1 II 13,21 I I I I I 132 1 | | | | |
1,4 1,4 1,4 I I I || 14 | 14 | | | | | 140 | 140 1 | | | |
1,5 1 1 1 II 15 | 1 I 1 1 I 150 | | | | | |
1,6 1,6 | 1,6 1 1,6 1 1 II 16 1 16 1 16 1 16 1 16 1 1 16 160 I 160 I 160 I I 160 I I
1,7 1 1 1 II 17 1 I 1 1 1 1 170 | | | I | |
1,8 1,8 | 1 1 1,8 | || 18 | 18 | | | | 18 | 180 | 180 I | 180 | | 180 |
1,9 1 1 1 1 II ю 1 1 1 1 1 1 190 | | | | | !
2 2 1 2 2 | I 1 2 || 20 | 20 ; 20 | | | | 200 | 200 | 200 | | | |
2,12 1 1 1 1 1 II 21,21 I | | | | 212 | | | | | |
2,24 2,24 | | | | || 22,4 1 22,41 | 22,41 | | 224 | 224 | | | | |
2,36 1 1 1 1 1 II 23,61 1 I I I I 236 | | | | | । .
2,5 2,5 1 । 2,5 1 2,5 | | || 25 | 25 | 25 | | 25 | | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | | 250
2,65 1 1 1 1 1 II 26,5| | | | | | 265 | | | | | I
2,8 2,8 | 2,8 | | | II 28 | 28 | | | | | 280 | 280 | | | I |
3 1 1 1 1130 | | | | | | 300 j | | | | |
3,15 3,15 | 3,15 | | 3,15 | || 31,5 | 31,5 | 31,5 | 31,5 | | 31,5 | 31,51| 315 | 315 | 315 | | | 315 |
3,35 1 1 1 I II 33,51 | I | | | 335 | | | | | |
3,55 3,55 | 1 1 1 II 35,51 35,51 I I | 1 355 | 355 | | 355 i | |
3,75 1 1 1 II 37,51 | | I | | 375 | | | | | |
здесь s? = smax — максимальная подача; sx = smin — минимальная
подача; Cs — диапазон изменения подач, или
\/SZ
Vs- 1/ F
Cs,
zs
1g С*
lg<Ps ’
где zs — число ступеней подач.
§ 5. ГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ УРАВНЕНИЯ
СКОРОСТИ РЕЗАНИЯ
При помощи лучевой диаграммы, зная d (d — диаметр заго-
товки), быстро находят требуемое число оборотов шпинделя станка
п или скорость резания и.
В основу построения лучевой диаграммы положено уравнение
скорости резания
зт dti ! л » л зхп
v =Тбоб м!мин или v = Ad, если А = у^.
Эта зависимость, как и указывалось ранее, может быть графи-
чески изображена прямой, проходящей через начало координат,
так как при d = 0 и v = 0. А если записать уравнение, то получим
Vi = А^; v2 = A2d и т. д. для всех чисел оборотов шпинделя п19
п2, п3 и т. д. Зная, что все прямые лучи проходят через начало
координат, для их расположения в координатной системе необхо-
димо иметь еще одну точку, через которую пройдет прямая. Если
принять, что диаметр обрабатываемой заготовки d = 318 мм, тогда
уравнение скорости примет вид
л , 1 , 1п318
y==Too6nd = 3T8nd = -W = " или ° =
т. е. скорость резания в данном случае будет равна числу оборотов
шпинделя станка.
Если число оборотов шпинделя станка в минуту = 25;
п2 = 40; п9 = 63; п4 = 100; п5 = 160; пв = 250; п7 = 400; п8 — 630
и п3 == 1000 об/мин, следовательно, и скорость резания для данного
случая v± = 25, v2 = 40, v3 = 63, = 100, v9 = 160, ve = 250,
u7 = 400, v8 = 630 и v9 — 1000 m/muh.
По оси абсцисс лучевой диаграммы отложены диаметры обраба-
тываемых заготовок или инструмента d в мм, а по оси ординат —
скорости резания v в м/мин (см. рис. 4).
Из точки, соответствующей d = 318 мм, восстанавливаем пер-
пендикуляр к оси абсцисс. Из точек оси ординат, соответствующих
скоростям резания = 25, v2 = 40, v3 = 63 м/мин, проводим гори-
зонтальные прямые, которые при пересечении с восстановленным
перпендикуляром дают точки, при соединении которых с началом
координат образуются лучи, соответствующие числам оборотов
= 25, п2 = 40, и3 = 63.
22
Точно так же можно построить лучи и для остальных чисел
оборотов шпинделя станка, но размеры диаграммы не позволяют
отложить на вертикальной прямой, восстановленной с d == 318 мм
па оси абсцисс, величины скорости 100, 160, 250, 400, 630 и 1000.
Поэтому для построения остальных лучей принимаем d = 31,8 мм,
т. е. уменьшаем значения в 10 раз, тогда ^ = ^31,8 = Сле-
довательно, при п4 = 100, п5 = 160, п6 = 250, п7 = 400, п8 = 630
и п9 = 1000 об/мин, соответственно v4 = 10, у5 = 16, vQ = 25,
у7 = 40, vs = 63, v9 = 100 м/мин. Восстанавливаем перпендикуляр
к оси абсцисс в точке d = 31,8 мм и из точек оси ординат, соответст-
вующих данным скорости резания 10, 16, 25, 40, 63 и 100, проводим
горизонтальные прямые и при пересечении с вертикалью получаем
точки, которые при соединении с началом координат образуют лучи
чисел оборотов п4, п5, пв, п7, п8 и п9.
Пример. Диаметр обрабатываемой заготовки d = 125 мм, скорость резания
v =48 м!мин. Найти число оборотов шпинделя станка. Из точки оси абсцисс на
расстоянии 125 мм восстанавливаем перпендикуляр — вертикальную прямую
(рис. 4), а на оси ординат из точки, соответствующей скорости резания v=48m/muh,
проводим горизонтальную прямую и в месте пересечения получим точку k, кото-
рая находится между лучами и4 и п5.
Если выбрать верхний луч, скорость резания увеличится,
а стойкость резца уменьшится. Если выбрать нижний луч, умень-
шится производительность. Поэтому при непродолжительной работе
инструмента можно выбрать верхний луч (п5 = 160 об/мин), так
как за короткое время работы температура режущего инструмента
не превысит критическую.
Лучевая диаграмма обладает недостатком, заключающимся
в том, что лучи, построенные для больших чисел оборотов, подни-
маются слишком круто и располагаются очень тесно. Это влечет
за собой ошибки в подсчетах. Указанный недостаток отсутствует
в логарифмической диаграмме, для построения которой уравнение
ndn ,
скорости v = jqqq м/мин представим в виде
Это уравнение в двойной логарифмической системе координат
lg v и 1g d при различных значениях п представляет ряд параллель-
ных линий, наклоненных к осям координат под углом 45°. Построе-
ние диаграммы покажем на примере. Пусть числа оборотов шпин-
деля станка имеют следующий ряд: = 25, п2 = 40, п3 = 63,
п4 = 100, п5 — 160, п6 = 250, п7 = 400, п8 = 630 и п9 =
= 1000 об/мин. Пределы изменения скорости резания v = 6 ч-
ч- 120 м/мин, пределы изменения диаметров d = 20 ч- 318 мм.
га
Принимаем масштаб М = 125 мм, тогда размер шкалы, на кото-
рой откладываются скорости,
SV = M (1g Утах ~ 1g Vmin) ММ;
sv = 125 (2,0792 - 0,7781) = 125 • 1,3011 = 162,6 мм;
размер шкалы, на которой откладываются диаметры,
Sd = М (1g dmax ~ 1g dmin) ММ;
sd= 125(2,5024- 1,3010) = 125-1,2014 150 мм.
По этим данным проводим оси координат и производим разбивку
шкал (рис. 5). По оси ординат откладываем логарифмы скоростей
Рис. 5. Логарифмическая диаграмма
резания в убывающем
порядке, а по оси абс-
цисс — логарифмы диа-
метров в возрастающем
порядке. Цифровые обоз-
начения на осях абсцисс
и ординат соответствуют
самим числам. Так как
числа на осях состав-
ляют геометрическую
прогрессию, расстояния
между всеми прямыми п
одинаковы. Построение
прямых чисел оборотов
п можно производить
следующим способом.
При точно выдержанном
знаменателе ф прямая пг
может быть определена
при пересечении диамет-
ра d — 318 мм и прямой,
проходящей через скорость vlt которая равна = пх. Масштабы
одинаковы и прямые п расположены под углом 45° с осям. Прямые
остальных чисел оборотов определяются из уравнений
ig «2=ig Vi + 1g ф;
lg у3 = Ig + 2 Ig <p;
Ig y9 = lg У1 + 81g <p.
Все прямые n2, n3, ..., n3 находятся друг от друга на расстоянии
1g <р принятого масштаба.
Пример. Определить число оборотов шпинделя и относительную по-
терю скорости резания при выборе действительного числа его оборотов, если да-
но: диаметр обрабатываемой заготовки d = 135 мм, скорость резания v = 45 м/мин.
На логарифмической диаграмме проводим прямую из точки v = 45 м/мин, пер-
24
пендикулярную к оси ординат, а из точки, соответствующей диаметру d = 135 мм,.
проводим вторую прямую, перпендикулярно оси абсцисс. Пересечение этих двух
прямых в точке А (рис. 5) определит положение требуемого числа оборотов
шпинделя. Так как точка А не совпала с прямыми, характеризующими числа
оборотов п4 и л5, принимаем ближайшее меньшее число оборотов шпинделя л4 =
= 100 об/мин.
Чтобы определить действительную скорость при числе оборотов п4, прямую,
проведенную из точки 135 мм, продолжаем до пересечения с л4, получаем
точку В, из которой проводим перпендикуляр на ось ординат, и при пересечении
с этой осью получим искомую действительную скорость v$ = 42,4 м/мин.
Для определения потери скорости при резании вследствие уменьшения числа
оборотов, найденные значения подставляем в формулу
= 100%; Av = ('1100 = 5,78%.
§ 6. ГРАФО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД КИНЕМАТИЧЕСКОГО
РАСЧЕТА КОРОБОК СКОРОСТЕЙ
Коробкой скоростей называется механизм, состоящий из ряда
элементарных передач, предназначенных для изменения чисел
оборотов шпинделя.
Кинематическая цепь коробки скоростей должна обеспечивать
числа оборотов п шпинделя по геометрическому ряду с выбранным
знаменателем ф ряда. Кроме того, должны быть заданы предельные
числа оборотов шпинделя nmjn и nmax. Количество скоростей враще-
ния шпинделя обычно определяется на основании технического
задания на проектирование станка.
В зависимости от количества ступеней чисел оборотов шпин-
деля г для каждой коробки скоростей можно составить структурную
формулу:
? = РаР6Рв ... Рк,
где Р — количество скоростей в каждой группе передач между
валами.
Для различных значений чисел оборотов шпинделя z можно
определить все варианты структурных формул коробок скоростей.
Количество скоростей в каждой группе чаще всего принимается
как произведение чисел 2 и 3.
На рис. 6 показана схема коробки скоростей.
Структурная формула ее
г = РаРбРв==2-3-2=12.
В зависимости от расположения зубчатых колес и блоков на
валах (/—IV) структурные формулы для остальных вариантов
2=^РаРвРб; г=РбРаРв\ г = РбРвРа‘,
Z = РвРаРб', г = Р цР бР а*
25
На рис. 7 показаны структурные сетки для коробок скоростей
шести вариантов на 12 ступеней. Согласно структурной формуле
для варианта а (рис. 7, а — е), коробка скоростей имеет четыре
вала.
Горизонтальная линия I соответствует валу электродвигателя
и на ней при построении структурной сетки откладывают одну
точку.
Линии // и Ill соответствуют промежуточным валам, и на
линии // откладывают две точки, а на линии III — шесть точек.
Рис. 6. Кинематическая схема коробки скоростей
Линия IV соответствует шпинделю — на ней откладывают 12 точек.
Лучи, проведенные между горизонтальными линиями, характери-
зуют относительные передаточные отношения между валами и выра-
жены через знаменатель геометрической прогрессии ср.
При вертикальном направлении лучей передаточное отношение
между валами i = 1, если лучи направлены вправо i > 1, если
влево i < 1. Предположим, что число оборотов ведущего вала п8
и ведомого п5, тогда передаточное отношение между валами имеет
вид
f = =
^ф7 ф3*
В общем виде формула для замедляющих передач имеет вид
. _ 1
1з ф* *
а для ускоряющих передач
где х — положительное число, показывающее на графике коли-
чество перекрытых лучом интервалов.
Установлены следующие рекомендуемые пределы применения
передаточных отношений между валами коробок скоростей и подач:
26
Рис. 7. Варианты структурных сеток
чисел оборотов коробки скоростей
минимальных значений передаточных отношений дают следующие
величины:
для коробок скоростей
2_
/frnax\ 1 <81
\ *min / max _L
4
1ля коробок подач
2,8
fe) 1
Vmin 'max
5
Выбираем один вариант структурных сеток так, чтобы выбран-
1ая сетка удовлетворяла условию
/{ тах\ _ тах g.
Vmin /max
27
Затем определяем, для каких значений <р пригодна каждая
структурная сетка коробки из приведенных на рис. 7.
Для вариантов а, в, д, е <р* тах= фб. для варИантов б и г <рА |1|ах—
= <р8.
Определяем значение <р для вариантов а, в, д и е:
. 1 -^= — т >
\‘min /max
откуда
Ф = j/*8 =1,41.
Определяем значение <р для вариантов биг:
<р = |/8 = 1,3.
Коробки скоростей проектируют по заданному значению ф3.
Далее необходимо выбрать один из вариантов структурных сеток,
такой, чтобы значение ср соответствовало ф3.
Например, если для проектирования коробки скоростей
ф3 1,26, то в этом случае все варианты сеток могут быть приняты,
поскольку заданное значение ф3 = 1,26 < ф 1,3 и ф < 1,41.
Если же ф3 > 1,41, то все шесть вариантов сеток не могут быть
использованы. В том случае, если пригодными окажутся несколько
сеток, необходимо выбрать тот вариант, в котором распределение
передаточных отношений между валами больше всего удовлетворяет
конструирование коробки скоростей. По выбранной структурной
сетке в соответствии с реальным числом оборотов шпинделя и валов
коробки скоростей вычерчивают график чисел оборотов. Лучи,
соединяющие точки на вертикальных линиях-валах, проводят из
расчета практически возможных передаточных отношений зубчатых
пар, и они выражают абсолютные значения этих передаточных
отношений. Затем в зависимости от принятого значения ср находят
числа зубьев зубчатых колес в коробке скоростей.
Конструкция коробки скоростей должна быть компактной,
а поэтому передаточные отношения между валами зубчатых передач
при прямозубом зацеплении должно быть в пределах от j до у.
На рис. 8 показан график чисел оборотов коробки скоростей
структурной сетки, изображенной на рис. 7.
На этом графике для примера взяты: ф = 1,41; г = 12; =
= 25 об/мин\ п3.д = 1450 об/мин.
Построение графика чисел оборотов сводится к следующему.
На линии вала электродвигателя строится логарифмическая шкала
чисел оборотов, цифровое значение которых соответствует числам
оборотов электродвигателя.
28
На линии вала IV нанесены числа оборотов шпинделя коробки
скоростей. При изменении чисел оборотов шпинделя по геометри-
ческой прогрессии расстояние между точками, соответствующее
этим числам оборотов, будет одинаковым и равным 1g <р. При про-
ведении лучей сетку следует строить так, чтобы все промежуточные
Вал
электро -
'вигателя I
Шпиндель
/V
Рис. 8. График чисел оборотов коробки скоростей
валы были быстроходными, а у шпиндельной пары зубчатых колес,
обеспечивающей нижние числа оборотов шпинделя, была возможно
большая редукция, например, 1 : 4, т. е. чтобы наименьшее число
оборотов шпинделя было в 4 раза меньше, чем минимальное число
оборотов вала III. У вала II числа оборотов на нижнем пределе
должны быть по возможности более высокими, чем числа оборотов
в этом же пределе на валу III и т. д.
§ 7. ПОДБОР СМЕННЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ГИТАРЫ ПОДАЧ
Гитарой называется устройство, обеспечивающее надежное сцеп-
ление двух и реже трех пар сменных зубчатых колес.
Гитары, состоящие из трех пар сменных зубчатых колес, приме-
няются для установки весьма точных передаточных отношений.
29
Таблица 5
Нормальный набор сменных колес к основным типам станков
Число зубьев сменных зубчатых колес Число зубьев сменных зубчатых колес
Зубо- резные станки Токар- ные станки Универ- сально- фрезерные станки Затыло- вочные станки Зубо- резные станки Токар- ные станки Универ- сально- фрезерные станки Затыло- вочные станки
20 20 — 20 67 - — 67
23 — — 23 70 70 70 70
25 25 25 25 71 — -- 71
30 30 30 30 73 — — 73
33 — — 33 75 75 — 75
34 — — 34 79 — — 79
35 35 35 35 80 80 80 80
37 — — 37 83 — — 83
40 40 40 40 85 85 — 85
41 — — 41 89 — — 89
43 — — 43 90 90 90 90
45 45 — 45 92 — — 92
47 — — 47 95 95 — 95
50 50 50 50 97 — — 97
53 — — 53 98 — — 98
55 55 55 55 100 100 100 100
58 — — 58 105 105
59 — — 59 НО НО
60 60 60 60 115 115
61 — — 61 120 120
62 — — 62 127 127
65 65 — 65
30
Подбор сменных зубчатых колес производится по специальным таб-
лицам, если последние отсутствуют, подбор производится по способу
разложения на сомножители, по способу подбора передаточных
отношений при помощи логарифмической линейки, по способу
непрерывных дробей и др.
В качестве примера подбора сменных зубчатых колес приводим
способ разложения на сомножители. Чтобы передаточное отношение
разложить на сомножители, необходимо числитель и знаменатель
передаточного отношения сменных зубчатых колес разложить на
множители. После математического преобразования следует при-
вести эти множители в соответствие с числами зубьев нормального
ряда из комплекта рекомендуемых ЭНИМСом сменных зубчатых
колес (табл. 5).
Например: передаточное отношение сменных зубчатых колес
,__а с _ 63 _ 7 9 _7‘Ю 9-5 70 45
1 “ b * d “ 108 — 6" * 18 — 6 • 10 ’ 18 • 5 “ 60 * 90 ’
откуда число зубьев зубчатых колес: а = 70, b = 60, с = 45 и
d =- 90.
Правильное сцепление зубчатых колес а, 6, с и d возможно в том
случае, если колеса с и d будут укладываться при монтаже на станке
между валами колес and. Следовательно, расчет подбора сменных
зубчатых колес нужно вести не по межцентровым расстояниям,
а по несколько меньшим, учитывая диаметры валов колес а и с и
некоторый зазор между валами и колесами. Условие правильного
сцепления колес после окончательного вывода выражается нера-
венством
а 4- с И- 22; с -j- d b 4- 22.
Проверяем пример: а 4- b > с 4- 22 или 70 4- 60 > 45 4- 22,
а также с + d > b 4- 22 или 45 4* 90 > 60 4- 22.
Следовательно, зубчатые колеса гитары подобраны правильно,
так как соблюдены условия сцепляемости.
Глава III
ТИПОВЫЕ ДЕТАЛИ И МЕХАНИЗМЫ СТАНКОВ
§ 1. СТАНИНЫ И ИХ НАПРАВЛЯЮЩИЕ
Станиной называется базовая деталь станка, на которой уста-
новлены и закреплены все его детали и узлы и относительно которой
ориентируются и перемещаются подвижные детали и механизмы.
Основным требованием, предъявляемым к станинам, является
длительное обеспечение правильного взаимного положения узлов
и частей, смонтированных на ней, при всех предусмотренных режи-
мах работы станка в нормальных эксплуатационных условиях.
Базирующими поверхностями станины являются ее направляющие,
на которые устанавливаются детали и узлы станка. Эти детали и
узлы могут перемещаться по направляющим станины, либо быть
жестко с ней связаны. Направляющие станины имеют различные
формы (рис. 9).
При изготовлении направляющих станины предъявляются повы-
шенные требования к точности. Это объясняется тем, что от точности
изготовления направляющих зависит качество общей сборки и точ-
ность работы станка. Помимо этого, к станинам предъявляется
и ряд других требований, касающихся прочности, малой «металлоем-
кости», низкой стоимости, неизменности относительных положений
базирующих поверхностей во время работы станка.
Для обеспечения точности работы всех узлов станка необходимо
сохранение неизменности формы станины, что возможно при вы-
полнении следующих условий:
1. Станина должна обладать жесткостью, при которой ее дефор-
мации под действием усилий в процессе работы станка не выходили
бы за пределы, соответствующие допускам на неточность обрабаты-
ваемых на станке деталей.
Жесткость определяется из выражения
р
j = — кГ/мм,
У
где Р — действующее усилие в к Г', у — перемещение в направлении
действия силы в мм.
2. Материал станины должен быть термически обработан, и при
этом исключаются внутренние напряжения, вызывающие изменение
ее формы. После предварительной механической обработки станины
32
подвергают старению, в процессе которого происходит снятие внут-
ренних напряжений.
3. Станина должна быть виброустойчива, так как в противном
случае будут иметь место ухудшение класса чистоты обрабатываемой
поверхности и снижение стойкости режущего инструмента.
4. Направляющие движения должны обладать большой изно-
состойкостью. Станины в зависимости от их конструкции и размеров
изготовляют литые из чугуна СЧ21-40, СЧ35-56, СЧ32-52, СЧ38-60,
а сварные — из стали марок Ст. 3 или Ст. 4. Сварные станины
легче литых, но жесткость их ниже.
$ 2. ВАЛЫ И ШПИНДЕЛИ, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ
Основными деталями в станках, осуществляющими вращатель-
ное движение, являются валы (рис. 10). Валы в процессе своей
работы испытывают деформации кручения, изгиба, растяжения и
сжатия. В коробках скоростей и подач чаще всего применяются
шлицевые валы (рис. 10, б), которые обеспечивают плавное пере-
мещение зубчатых колес и муфт вдоль вала. В целях уменьшения
веса и габаритов сильно нагруженные валы станков изготовляются
полыми. Кроме того, вал изготовляется полым, когда по условиям
конструкции необходимо пропустить через него другой вал или
какую-либо другую деталь, т. е. в тех случаях, когда это требуется
условиями эксплуатации станка, как, например, шпиндели токар-
ного, фрезерного и других станков. Детали, монтируемые на валу,
шкрепляют при помощи шпонок (рис. 10, а, в) либо шлицевых сое-
цннений, а чтобы зафиксировать вал в осевом направлении, исполь-
2 А. И. Лисовой 33
зуются уступы самого вала и стопорные кольца. Обычно валы и
шпиндели осуществляют только вращательное движение в своих
опорах, как, например, ходовые валики, валы коробок скоростей
и подач, шпиндели токарных, шлифовальных, фрезерных и других
станков. Шпиндели сверлильных, расточных и некоторых других
станков, кроме вращательного движения, осуществляют одновре-
а шпиндели хонинговальных
станков одновременно осу-
ществляют возвратно-посту-
пательное движение.
Помимо необходимости
соблюдения условий проч-
ности к шпинделям и валам
предъявляют и другие тре-
бования.
1. Шпиндели и валы долж-
ны обладать достаточной
жесткостью. При несоблюде-
нии этого условия возникает
чрезмерный изгиб вала, что
приводит к преждевременному
износу подшипников, а также
нарушает плавность зацепле-
ния зубчатых колес, располо-
женных на валах.
2. Высокая точность шпин-
делей должна быть строго
менно поступательное движение,
Рис. 10. Схемы валов станков регламентирована как для
шеек под подшипники, так
и для мест посадок зубчатых колес. Допуски на неточность дви-
жения шпинделей регламентированы ГОСТом.
3. Шпиндели и валы должны обладать высокой износостойкостью.
Эго относится прежде всего к шейкам шпинделей и валов, которые
вращаются в подшипниках скольжения, а также к местам, где
осуществляется прямолинейное перемещение шпинделей и валов
(шпиндели сверлильных станков, расточных станков и др.) или
установленных на них деталей.
4. Шпиндели и валы должны быть виброустойчивы. Это требова-
ние предъявляется к шпинделям скоростных станков, особенно
предназначенных для выполнения отделочных операций.
Перечисленные требования могут быть удовлетворены только
при применении соответствующих материалов, из которых должны
быть изготовлены шпиндели и валы. Помимо этого, должны быть
соблюдены требования термической обработки, качественного изго-
товления, сборки и регулировки деталей узлов станка.
Для возможности закрепления инструмента или приспособления
на переднем конце шпинделя формы и размеры последнего стандар-
34
тизованы. На рис. 11 показаны передние концы шпинделей ряда
станков. Для шпинделей, работающих в подшипниках качения,
применяют сталь 45 и 40Х с закалкой и отпуском до НВ 230—260,
г) е)
Рис. 11. Конструкции шпинделей станков:
а — сверлильного; б — расточного; в — фрезерного; г —- револьверного; д — токарного;
е — шлифовального
сталь 40Х при твердости НВ 230—260. Для шпинделей, работающих
в подшипниках скольжения, применяют сталь 20Х с последующей
цементацией (на глубину 0,8—1,0 мм), закалкой и отпуском до
HRC 56—62.
§ 3. ОПОРЫ ШПИНДЕЛЕЙ
Подшипники скольжения и качения являются основной частью
опоры шпинделя и вала. Основным требованием, предъявляемым
к опорам, является обеспечение в течение длительного времени при
соответствующих числах оборотов и нагрузках вала достаточной
точности движения в радиальном и осевом направлениях. Для опор
скольжения долговечность принимается в пределах 8000—10000 ч,
а для подшипников качения при нормальной работе 5000 ч. В тех
случаях, когда к шпинделям предъявляются более высокие требо-
вания точности их работы, подшипники качения необходимо менять
чаще.
Подшипники скольжения в виде втулок применяются для валов
неответственных передач, например в механизмах подач и других,
и в виде вкладышей, состоящих из двух частей, — для валов, где
допускаются незначительные рабочие зазоры. Установка рабочего
2* 35
зазора между вкладышем и валом осуществляется при помощи
крышки опоры и прижимных болтов.
Основная задача при сборке вкладышей на валу заключается
в их регулировке и установке масляного зазора между вкладышами
и валом. После пригонки вкладышей по валу производят проверку
масляного зазора в подшипниках (рис. 12). Для этой цели между
шейкой вала 1 и вкладышем 2 в места разъема кладут тонкие свин-
цовые пластинки 3 и 4 и сильно зажимают верхнюю крышку бол-
тами. После отжатия болтов пластинки измеряют микрометром,
разница между толщиной верхней пластины и полусуммой толщин
баковых соответствует зазору между вкладышем и валом. Если
зазор не соответствует табличным
показателям для данных марок
масел, его пригоняют шабре-
нием, механической обработкой
соединительных мест вкладышей
или установкой мерных про-
• кладок в местах соединения
вкладышей.
Основные конструктивные
схемы регулируемых подшипни-
ков скольжения показаны на
рис. 13. На рис. 13, а показан
подшипник для цилиндрической
шейки шпинделя 1. Подшипник
состоит из внутреннего разрез-
Рис. 12. Установка масляного зазора ного бронзового вкладыша 2 И
в разъемных подшипниках
наружного цельного стального
вкладыша 3. На стальном вкла-
дыше нарезана резьба и при помощи гаек 4 и 5 осуществляется
компенсация износа вкладыша 2.
На рис. 13, б показана конусная шейка шпинделя 1 и неразрез-
ной бронзовый вкладыш с внутренней конусной поверхностью 2.
Вкладыш неподвижен, а компенсация износа осуществляется пере-
мещением шпинделя при помощи гайки 3.
На рис. 13, в показана конструкция подшипника, где неизмен-
ное положение занимает шпиндель /, а при помощи гаек 3 и 4
бронзовый вкладыш 2 смещается и тем самым компенсируется износ.
Для изготовления подшипников скольжения применяются брон-
зы марок Бр.ОФ 10-0,5; Бр.ОЦС6-6-3; Бр.ОЦС4-4-17. Из бронзы
марки Бр. ОФЮ-0,5 изготовляют подшипники скольжения, которые
работают в наиболее ответственных узлах, как, например, подшип-
ники скольжения шпинделей, ходовых винтов, валов делительных
колес и других при удельном давлении около Р = 100 кПсм? и
окружных скоростях v = 8 м!сек.
Бронзу марки Бр.ОЦС 6-6-3 применяют для сопрягаемых пар,
когда шейки вала должны быть закаленными при Pv 40 кГ/см2, X
36
хм!сек и v = 3 -5- 6 м/сек, а бронзы марок Бр.ОЦС4-4-17 и ОЦС
5-7-12 для вкладышей подшипников — при Pv <, 50 кГ/смг 'М/сек
и v "С 6 м/сек.
а) б) в)
Рис. 13. Регулируемые подшипники скольжения
Подшипники качения нашли широкое применение в станках.
Качество подшипников характеризуется величиной биения его
колец в осевом и радиальном направлениях, а также грузоподъем-
Рис. 14. Схемы подшипников качения:
а — радиальный; б — радиальный самоустанавливающийся; в — радиально-
упорный; г — упорный; д — радиально-роликовый; е — радиально-сфери-
ческий; ж — радиальный с винтовыми роликами; з — радиальный иголь-
чатый; и — роликовый радиально-упорный
ностью и долговечностью. Нормы точности подшипников качения
установлены ГОСТом. Все подшипники качения в зависимости от
их точности изготовления разделены на классы. К основным клас-
37
сам относятся: нормальный (Н), повышенный (П), высокий (В),
прецизионный (А), сверхпрецизионный (С). Кроме того, существуют
промежуточные классы подшипников: особо повышенный (ВП),
особо высокий (АВ) и особо прецизионный (СА).
На рис. 14 показаны схемы подшипников качения. Все виды
подшипников нашли широкое применение в станкостроении. Следует
указать, что в быстроходных и точных узлах, как, например, узел
шпинделя шлифовального станка, применяют подшипники высокой
точности, которые отличаются от обычных подшипников конструк-
тивным оформлением и точностью исполнения.
§ 4. ХОДОВЫЕ ВИНТЫ
Для осуществления перемещений с большим понижением ско-
рости и высокой точностью в станках служит ходовой винт и маточ-
ная гайка. Ходовые винты рабочих подач делают одно- или двух-
заходные с небольшим шагом.
Рис. 15. Конструкция маточных гаек
На рис. 15 показаны две конструкции маточных гаек. Ходовой
винт 1 (рис. 15, а) охватывается раздвижной маточной гайкой 2,
обе половины которой помещаются в корпусе фартука. Для вклю-
чения маточной гайки необходимо при помощи рукоятки (на рис.
не показано) повернуть валик 3.
На валике 3 закреплен диск 4 с двумя фасонными пазами 5,
в которые входят пальцы 6, жестко закрепленные в половинках
маточной гайки. Форма пазов 5 такова, что при повороте диска 4
обе половины гайки сходятся или расходятся. Конструкция, пока-
занная* на рис. 15, б, устроена иначе. На валике 1 имеется левая
38
и правая резьбы, при помощи которых соединяются две половины
маточной гайки 2. При повороте валика 1 происходит включение
или выключение маточной гайки.
§ 5. ТИПОВЫЕ ПЕРЕДАЧИ В СТАНКАХ ДЛЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО
ДВИЖЕНИЯ
Зубчатая и червячная передачи. Зубчатая передача является
связующим звеном двух или более валов, либо вала с рейкой.
Зубчатая передача от ведущего вала к ведомому служит для того,
чтобы крутящие моменты и угловые скорости этих валов находились
в требуемом отношении по величине и направлению. Зубчатая
передача от вала к рейке служит для преобразования вращатель-
ного движения под действием крутящего момента в поступательное
движение и наоборот.
К зубчатым передачам относятся: цилиндрические с параллель-
ными осями валов, имеющие три основные формы зубьев зубчатых
колес — прямые, винтовые и шевронные (рис. 16, а, б, в); кониче-
ские, с пересекающимися осями валов (рис. 16, г), и винтовые
Рис. 16. Зубчатые колеса и схемы зубчатых передач
зубчатые колеса, применяющиеся для передачи вращения валов
со скрещивающимися осями (рис. 16, д).
Передаточным отношением зубчатой пары называется отношение
угловых скоростей сопряженных зубчатых колес, В зависимости от
числа ступеней, участвующих в изменении угловой скорости между
ведущим и ведомым валами, зубчатые колеса разделяются на одно-
ступенчатые, двухступенчатые (блок из двух колес, рис. 16, е),
трехступенчатые (блок из трех колес) и т. д. соответственно числу
последовательно сопряженных пар зубчатых колес в передаче.
Зубчатые передачи регламентированы ГОСТом.
Ременные передачи. Ременная передача (рис. 17, а) осуществ-
ляется при помощи двух шкивов, закрепленных на валах, и надетого
на эти шкивы с натяжением бесконечного ремня, имеющего пря-
моугольное, трапециевидное и реже круглое сечение (плоские,
клиновые и круглые ремни, рис. 17, в, г, б). Наибольшее распростра-
нение получили плоские ремни — кожаные, хлопчатобумажные,
39
пропитанные резиной, или хлопчатобумажные тканые. В процессе
работы плоские ремни растягиваются и происходит проскальзыва-
ние шкивов, а следовательно, число оборотов ведомого вала 2
(рис. 17, а) будет уменьшаться при неизменном числе оборотов веду-
щего вала 1. Проскальзывание приводит также к преждевременному
износу ремня. Для создания и поддержания натяжения ремня
в плоскоременной передаче применяют натяжной ролик, качаю-
щийся на рычаге около неподвижной оси и прижимаемый к ремню
пружиной или грузом (рис. 17, б).
Клиноременные передачи обычно составляют из нескольких
ремней. Ременная передача имеет следующее преимущество по срав-
нению с зубчатой: а) может осуществлять вращение шкивов, нахо-
дящихся на значительном расстоянии друг от друга; б) эластичность
Рис. 17. Схемы ременных передач
привода, смягчающая колебания нагрузки и предохраняющая от
значительных перегрузок вследствие скольжения; в) плавность хода
и бесшумность работы передачи; г) незначительная стоимость,
д) простота ухода и обслуживания.
Ременная передача имеет также и недостатки, к ним относятся:
а) значительные размеры между осями при передаче особенно боль-
ших мощностей; б) непостоянство передаточного числа оборотов
ведомому валу из-за скольжения ремня на шкивах; в) значительное
давление на валы и опоры; г) низкий к. п. д.; д) малая долговечность
ремней; е) невозможность использования во взрывоопасных помеще-
ниях ввиду электризации ремней.
Плоскоременные передачи могут быть использованы для пере-
дачи значительных мощностей от ~0,75 до 1500 кет, а клиноремен-
ные — от ~0,35 до 370 кет. Ременные передачи обычно работают
при скорости v = 5 60 м/сек, а скорость сверхбыстроходных
плоских ременных передач достигает 100 м/сек. Большие скорости,
передаваемые плоскоременной передачей, позволяют вращать шпин-
дели сверлильных, шлифовальных и других станков с числом обо-
де
Рис. 18. Схемы цепной передачи
ротов n = 30 000 об/мин и более. Размеры ремней регламентиро-
ваны ГОСТом.
Цепная передача. Применяемые в станках цепи по характеру
выполняемой работы делятся на три основные группы: приводные,
грузовые и тяговые. Приводные цепи в большинстве случаев осу-
ществляют передачу от источника движения или какого-либо пере-
даточного механизма к приемному узлу станка. Цепи могут работать
с большими скоростями (до 30 м/сек), как при малых, так и при
больших межцентровых расстояниях. Приводные цепи имеют ту
особенность, что одной цепью можно соединить и приводить в дви-
жение одновременно несколько валов. К п. д. цепных передач
q = 0,87 ч- 0,98. На рис. 18 показана втулочно-роликовая передача.
Колеса 1 в цепной передаче называются звездочками, зубья послед-
них имеют форму, обеспечивающую плавное зацепление с цепью.
Цепь состоит из наружных 2 и
внутренних 3 звеньев. Поворот
в шарнире осуществляется в ре-
зультате поворота валика 5 во
втулке 6. Наличие ролика 4
предохраняет зубья звездочки
от износа.
Грузовые цепи обладают хо-
рошей гибкостью и подвижно-
стью, применяются для работы
на звездочках или гладких ро-
ликах подъемных механизмов с
ручным или машинным приводом. Тяговые цепи применяются в ка-
честве тягового органа для конвейеров, пластинчатых, лотковых
и скребковых транспортеров, а также для наклонных элеваторов.
Фрикционная передача. Фрикционные передачи нашли примене-
ние в приводах главного движения и приводах подачи универсаль-
ных станков. Фрикционные передачи обладают следующими досто-
инствами: а) простотой конструкций; б) равномерностью передачи
движения и бесшумностью работы; в) удобством применения при
необходимости регулирования передаточного отношения. Измене-
ние скорости главного движения и подачи при использовании
фрикционных передач можно производить во время работы станка
без остановки его для переключения.
Недостатками фрикционной передачи являются: а) большие
нагрузки на валы и подшипники; б) повреждение дисков при бук-
совании, что приводит к неравномерному их износу. На рис. 19
показаны наиболее широко используемые в станках схемы фрик-
ционных вариаторов.
Планетарные эпициклические передачи. Планетарным зубча-
тым механизмом называется механизм, имеющий зубчатые колеса
с движущимися геометрическими осями. Такие колеса называются
планетарными или сателлитами. Система, которая несет оси сател-
41
литов, называется водилом. Колеса с неподвижными осями, по
которым обкатываются сателлиты, называются центральными.
Неподвижные центральные колеса называются опорными. Эпици-
клические механизмы применяются для получения больших пере-
даточных отношений и для цепей суммирования двух независимых
движений в механизмах затыловочных, расточных, зуборезных,
автоматических станков и в делительных головках фрезерных
Рис. 19. Схемы фрикционных вариаторов
станков. На рис. 20 показан планетарный механизм, носящий
название дифференциала. Рассматриваемый дифференциал имеет
две степени свободы, позволяющие суммировать на ведомом звене
движения, получаемые от двух независимых источников. Дифферен-
циал состоит из сателлитов г2 и г3, центральных колес и г4 и во-
дила 3. Зубчатое колесо zL вращается с основной скоростью, переда-
ваемой вращающим валом /, зубчатое колесо z4 вращается с допол-
нительной скоростью, передаваемой валом 2 и червяком kr и чер-
вячным колесом z5. Кинематический расчет рассматриваемой эпи-
циклической передачи заключается в том, что по заданному числу
оборотов ведущего звена определяют число оборотов ведомого
звена. Из формулы Виллиса следует
j = ni — no=
*4 — zrz2 ’
где i — передаточное отношение; — число оборотов ведущего
42
вала; п0 — число оборотов оси сателлитов; п4 — число оборотов
зубчатого колеса.
Знак минус означает, что колеса гг и z4 вращаются в разные сто-
роны, а знак плюс — в одну сторону. Из условий передачи
Рис. 20. Схема дифференциала
z4 зубчатые колеса z2 и 23 являются паразитными. Подставляя
в формулу значения, получим для нашего случая уравнение
”i — % J
п4 — по
откуда скорость вращения водила 3
Л1 "l- 71л
Если зубчатое колесо г4 неподвижно, т. е. когда дополнительное
вращение вала 2 будет отсутствовать, тогда п4 = 0 и
п± п0 1
п0 = -^ или
т. е. передача от вала 1 к валу 4 будет замедлена в 2 раза.
§ 6. ТИПОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ В СТАНКАХ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
Реечная передача. На рис. 21,а показана схема реечной пере-
дачи. Передача может быть осуществлена как от зубчатого колеса 1
к рейке 2, так и от рейки к зубчатому колесу. Такие передачи при-
меняются в токарно-винторезных станках при перемещении про-
43
дольного суппорта, в сверлильных — при подаче и в других стан-
ках. На рис. 21, б показана схема реечной передачи с червяком.
Червяк 1 является ведущим и сцепляется с рейкой 2, Реечная
передача подобного типа применяется в продольно-строгальных и
Рис. 21. Схема реечной передачи
продольно-фрезерных станках, главным образом при перемещении
стола.
Винтовая передача. С помощью винтовой передачи осуществ-
ляется преобразование вращательного движения винта в поступа-
тельное движение гайки. Винтовая передача применяется в токарно-
винторезных, фрезерных и других станках.
§ 7. ТИПОВЫЕ МЕХАНИЗМЫ В СТАНКАХ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
ПЕРИОДИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЙ
Храповые механизмы предназначены для преобразования не-
прерывного вращательного движения ведущего звена цепи в перио-
дическое движение ведомого звена цепи. Храповые механизмы
нашли широкое применение в поперечно-строгальных, шлифоваль-
ных, долбежных и других станках. По конструкции храповые
механизмы делятся на механизмы с наружным зацеплением
(рис. 22, а) и внутренним зацеплением (рис. 22, б). Храповой меха-
низм наружного зацепления состоит из храпового колеса 1, которое
обычно расположено на шейке винта, и собачки 2, совершающей
колебательное движение. Двигаясь вправо, собачка 2 проскакивает
по зубьям храпового колеса, а при движении влево — захватывает
зубья и поворачивает храповое колесо на некоторый угол, т. е.
периодическое вращение храпового колеса происходит только
в одном направлении. На рис. 22, б показана схема храпового
механизма с внутренним зацеплением. На диске /, расположенном
внутри храпового колеса 2, закреплена собачка 3. Вал 4 вместе
с диском 1 совершают колебательные движения, храповое же колесо
2 периодически вращается с помощью собачки 3 только в одном
направлении. На рис. 22, в показана схема привода храпового
механизма. Диск 2 совершает вращательное движение и является
44
ведущим звеном в цепи. В пазу диска 2 расположен палец /. Он
устанавливается и закрепляется на расстоянии от центра г, необ-
ходимом для получения заданного угла а, создающегося в процессе
колебания собачки 5 шатуном 3.
Для уменьшения или увеличения вращения храпового колеса 4
при неизменном положении пальца 1 служит щиток 6, с помощью
которого возможно перекрывать необходимое количество зубьев
храпового колеса. При колебательном движении собачки слева
направо она выскакивает на щиток, а при обратном движении
собачка вначале скользит по щитку, а затем осуществляет поворот
механизмы применяются для осуществления периодических поворо-
тов блоков многошпиндельных станков, револьверных головок дели-
тельных механизмов и т. п. Мальтийский механизм состоит из веду-
щего диска 1 (рис. 23), вращающегося с постоянной скоростью пальца
2, закрепленного на диске /, и мальтийского креста 3, совершающего
периодические движения. За полный оборот диска 1 мальтийский
крест повернется на -у оборота (где г — число пазов мальтийского
креста). Если мальтийский крест имеет пазы с равномерным шагом,
т. е. пазы находятся на одинаковом удалении друг от друга, маль-
тийские кресты называются правильными. Рассматриваемый крест
имеет шесть пазов. При вращении палец 2 заходит в паз креста
и за каждый оборот поворачивает его на угол 2р.
45
§ 8. МУФТЫ
В металлообрабатывающих станках функции соединения двух
вращающихся валов выполняют муфты. По классификации муфты
делятся на постоянные, сцепные, обгонные и предохранительные.
Постоянные муфты применяются в тех случаях, когда необхо-
димо соединить два вала, неразъединяющиеся во время работы.
На рис. 24, а показана постоянная жесткая муфта, соединяющая
два вала. Для того чтобы соединить такой муфтой два вала, их
необходимо точно установить в горизонтальной и вертикальной
плоскостях.
Нарушение данных условий приводит к преждевременному
износу подшипников, а иногда и к поломке вала. Муфта, показан-
ная на рис. 24, б, получила название постоянная жесткая фланце-
вая. Требования к этой муфте предъявляются такие же, как и
к предыдущей. Муфты, показанные на рис. 24, в, г, допускают не-
значительную несоосность валов в работе. Первая — вследствие
нежесткого пальцевого соединения двух фланцев. Между пальцами
одного элемента муфты и отверстиями второго установлены кольца
из резины или кожи, предназначенные для смягчения ударов в про-
цессе работы соединения; вторая муфта допускает несоосность за
счет среднего плавающего элемента, имеющего два выступающих
паза.
Сцепные муфты применяются для периодического соединения
двух валов. Сцепные муфты подразделяются на кулачковые и фрик-
ционные. На рис. 24, д показана кулачковая муфта. Кулачки рас-
положены на торцах полумуфт, и при включении их осуществляется
соединение двух валов. Недостатком кулачковой сцепной муфты
является то, что при значительной разности скорости вращения
элементов муфты включение ее может привести к поломке деталей
станка. Если же возможно ограничить скорость вращения ведущего
вала, тогда такое включение допустимо, как, например, переклю-
чение муфт токарно-револьверных автоматов и других станков.
На рис. 24, е показана дисковая фрикционная муфта. Принцип ее
работы следующий. При перемещении конусной втулки 1 влево
шарики 2 скатываются по конусу неподвижной втулки 6, прижи-
мают диск 3, который сжимает упругую шайбу 4 и диски, чем осу-
ществляет соединение подвижных и неподвижных дисков. Как
только конусная втулка 1 переместиться вправо, диски разомкнутся
под действием пружины 4 и станок остановится. Данную муфту
переключают на ходу станка.
Муфта обгона (рис. 24,ж) применяется в станках, когда необ-
ходимо одному и тому же валу сообщить два различных движения,
т. е. при включении цепи холостого хода, не выключая цепь рабо-
чего движения.
Муфта обгона состоит из корпуса /, свободно посаженного на
валу и соединенного с внутренним диском 2 роликами 4, входящими
46
<Ц
Рис. 24. Схемы муфт
в клиновидные пазы и поджимаемых пружинами. При вращении
корпуса 1 против часовой стрелки ролики 4 заклиниваются между
корпусом 1 и диском 2 и осуществляется вращение вала. Вал сое-
динен с диском шпонкой 3. Независимо от вращения корпуса 1 от
отдельной кинематической цепи можно сообщить диску 2 вращение
в том же направлении, но с большей скоростью. В это время диск 2
обгоняет корпус /, ролик переместится в свободное пространство
паза диска, а следовательно, вал будет быстро вращаться, опережая
вращение корпуса муфты.
Предохранительные муфты показаны на рис. 24, з, и. Муфта,
показанная на рис. 24, з, имеет предохранительный штифт, сечение
которого рассчитывается на передачу определенного крутящего
момента. В случае перегрузки штифт срезается и станок останавли-
вается. Муфта (рис. 24, и) имеет подвижное предохранительное
звено в виде пружины и штифта или пружины и шарика. При
перегрузках шарик или штифт прощелкивает, цепь останавливается
и механизм предохранен от аварии.
§ 9. РЕВЕРСИВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Реверсивные механизмы предназначены для изменения направле-
ния вращательного и поступательного движения механизмов станка.
На рис. 25, а показан трензель с цилиндрическими зубчатыми
Рис. 25. Схемы реверсивных механизмов
колесами. С помощью рукоятки осуществляется переключение из
положения / в положение //, при этом паразитные зубчатые колеса
входят в зацепление с колесом zlf и изменяется направление вра-
щения ведомого вала, на котором сидит зубчатое колесо г2. На
48
рис. 25, б показана схема реверсивного механизма с перемещаю-
щимися на шлицевом валу зубчатыми колесами. На рис. 25, в, г
приведены схемы механизма, в которых реверсирование осущест-
вляется с помощью двусторонней кулачковой муфты при переме-
щении рукоятки в положения Л и В. На рис. 25, д показана ремен-
ная реверсивная передача.
§ 10. БЛОКИРОВОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Блокировочные устройства предназначены для предотвращения
одновременного включения двух движений, которые могут привести
к поломке механизмов станка. На рис. 26 показана схема устрой-
ства, предназначенного для
предохранения одновремен-
ного включения ходового
валика и ходового винта.
Механизм блокировки рас-
положен в фартуке то-
карно-винторезного станка.
На рисунке показано по-
ложение блокировочного
механизма, когда ходовой
винт 7 токарно-винторез-
ного станка соединен с ма-
точной гайкой 6, при этом
включена продольная пода-
ча суппорта. Скользящее
зубчатое колесо 3 будет на-
ходиться между колесами, рис 26. Схемы блокировочного устройства
посаженными на валу / и
на валу 2. Как только осуществится поворот рукоятки 9, маточная
гайка 6 с помощью диска 8 разомкнется и освободит ходовой винт 7.
Одновременно язычок 10 выходит из паза гайки 4. При пово-
роте рукоятки 11 приводится во вращение винт 5, переме-
щается гайка 4, увлекая за собой зубчатое колесо 5, осуществляя
соединение с одним из двух зубчатых колес. При соединении зуб-
чатого колеса 3 с зубчатым колесом, посаженным на валу /, про-
изойдет продольная подача суппорта, а при соединении с колесом,
посаженным на валу 2, — поперечная подача. Как только гайка 4
переместится, повернуть рукоятку 9 невозможно, так как язычок 10
не попадет в паз гайки 4, а следовательно, диск 8 не провернется
и маточная гайка не будет включена. Помимо описанной схемы,
существуют и другие блокировочные устройства.
§ 11. СРЕДСТВА УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ
От удобного расположения рукояток и механизмов управления
на основных узлах станка в процессе его эксплуатации зависят
затраты вспомогательного времени. Детали и узлы станка могут
49
управляться при воздействии на них механических, гидравличе-
. ских, электрических и пневматических устройств. Чаще всего
применяются средства механического управления. Вся система
управления станком делится на ряд цепей. Эти цепи могут быть
независимы друг от друга или некоторые из них связаны блокиро-
вочными устройствами.
К системе управления станком предъявляются следующие требо*
вания: а) безопасность управления системой в процессе работы; б) удоб-
ство и
легкость управления ручными органами системы; в) бы-
строта управления; г) согласованность
движения руки рабочего с направлением
движения управляемой части станка;
д) точность работы системы управления.
Существующие многорычажные систе-
мы управления станками недостаточно
2
1
Рис. 28. Схема селективного переключе-
ния
Рис. 27. Пример систе-
мы однорычажного уп-
равления
удобны в процессе эксплуатации. Наибольшее распространение по-
этому получила система однорычажного управления механизмом
в станках средних и малых размеров. На рис. 27 показана си-
стема однорычажного управления. Рукоятку 3 можно переме-
щать как в горизонтальной плоскости вместе с валиком 4, так
и в вертикальной, вокруг пальца 1. При перемещении рукоятки
в горизонтальной плоскости зубчатое колесо 10, сидящее неподвижно
на валике 4, передвигает ползун с рейкой 11, вилка которого пере-
мещает блок 12 вдоль валика 9 вправо или влево. Если переместить
рукоятку 3 в вертикальной плоскости, валик 4 направляется вверх
или вниз, круглая рейка 8 поворачивает зубчатое колесо 7 с вали-
ком 6, на котором оно посажено неподвижно. Вилка 14, закреплен-
ная на валике 6, перемещает блок 13 вдоль валика 5. Шесть вырезов
в планке 2 соответствуют шести ступеням скоростей, которые полу-
чаются при переключении двух зубчатых блоков. Если рукоятка 3
50
находится вне вырезов, оба зубчатых блока займут нейтральное
положение.
Для переключения зубчатых колес широко используется селек-
тивный механизм. Селективный способ переключения зубчатых
колес требует меньше времени, кроме того, уменьшается износ
зубьев с торца зубчатых колес. Эти преимущества тем значительнее,
чем большее число переключений, т. е. число ступеней скорости
шпинделя или скорости подач.
На рис. 28 показана схема однорукояточного селективного меха-
низма переключения скоростей, использованная в горизонтально-
расточном станке мод. 262Г. Принцип работы механизма сводится
к следующему. Для включения одной из четырех возможных ско-
ростей ведомого вала 7 необходимо рукояткой 1 оттянуть селектор-
ный диск 2 на себя, отодвинув его таким образом от реечных толка-
телей 3, попарно сцепленных с зубчатыми колесами //; затем повер-
нуть диск в соответствующее положение, руководствуясь указателем
по шкале, после чего продвинуть его вперед до отказа. Селектор-
ный диск передвинет вперед соответствующую пару реечных толка-
телей и вилки рычагов 5 и 10 переведут в требуемое положение
блоки зубчатых колес 6 и 9. Электрический элемент 4 служит для
автоматического толчкового включения электродвигателя 8 при
контакте сопряжения колес в зоне невыключения.
§ 12. ТОРМОЗА, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО
Тормоза предназначены для быстрого останова станка или его
механизмов. Они приводятся в действие механическими, гидравли-
ческими, пневматическими и электрическими средствами. К меха-
Рис. 29. Схемы тормозов:
а — колодочный: / — колодки, 2 — гайки, 3 — стяжная тяга, 4 —
тормозная тяга, 5 — приводной механизм; б — ленточный тормоз:
1 — электромагнит или соленойд (приводной механизм)
ническим тормозам относятся: колодочные (рис. 29, а), ленточные
(рис. 29, б) и многодисковые. Обычно механические тормоза сбло-
кированы с пусковым управлением станка. В момент пуска станка
51
тормоз выключается, а при выключении станка тормоз включается-
и немедленно осуществляется торможение. Как правило, тормоза
устанавливаются на быстроходных валах. Ленточные тормоза при-
меняются на приводах незначительной мощности. Регулировку
тормозов осуществляют с помощью гайки и стяжной тяги. Если
между тормозом и шкивом небольшой зазор, в процессе работы
возникает тепловыделение, понижается мощность на шпинделе й
произойдет преждевременный износ тормозной ленты и шкива.
Если зазор между тормозной лентой и шкивом большой, про-
изойдет медленная остановка механизма, а поэтому производитель-
ность уменьшится. Ленточный тормоз в принципе подобен колодоч-
ному, но имеет большой угол обхвата, что приводит к ускорению
торможения механизма. К недостатку механического торможения
можно отнести то, что в процессе торможения возникают не только
потери кинетической энергии вращающихся масс, но и нагрев
деталей, вследствие которого произойдет быстрый износ как тор-
мозной ленты, так и шкива.
§ 13. КОРОБКИ СКОРОСТЕЙ И ПОДАЧ
Для регулирования скоростей в приводах главного движения
станков применяются шестеренные коробки скоростей, способные
передавать значительную мощность, сохраняя постоянство переда-
точного отношения, надежные в работе и удобные в управлении.
Недостатки шестеренных коробок заключаются в невозможности
бесступенчатого регулирования, сравнительно низкого к. п. д.
в случае широкого диапазона регулирования с высоким верхним
пределом чисел оборотов, а также трудности переключения скоро-
стей на ходу.
Кроме передвижных блоков зубчатых колес, которые осуществ-
ляют вращение ведомого вала, для включения в зацепление различ-
ных зубчатых колес применяют также кулачковые и фрикционные
муфты. На рис. 30 показаны схемы коробок скоростей на четыре и
восемь ступеней чисел оборотов. Коробка скоростей (рис. 30, а)
с четырьмя ступенями чисел оборотов имеет следующие передаточные
отношения:
21 А . 28 л . 36 . . 44 . со
Ч — 5j।—*0,41; t2 — — 0,64; 13 —1; U58,
где вал / является ведущим, а вал II — ведомым. Зубчатое колесо А
соединяется с зубчатым колесом, находящимся на шпинделе. Зна-
менатель геометрического ряда передачи
52
На рис. 30, б показана коробка скоростей, имеющая три вала.
Вал 1 является ведущим, вал // — промежуточным и вал III —
ведомым, на котором находится зубчатое колесо А, соединяющееся
с зубчатым колесом, закрепленным на шпинделе.
Рис. 30. Коробки скоростей
Передаточные отношения коробки следующие:
24 21 Л
11 ~ 48’51“ 0,21;
'2 = §-й = 0>29;
36 21 Л
1з-3б’51 “ 0,4 ’’
42 21 Л со.
*4 ~ 30" 51 ~ 0’58’
.-s = g-g = 0.82;
. _36 45__.
11~3б'27~~
I — 42.45 — о 35
*8~30 27
а знаменатель геометрического ряда
В коробках скоростей имеются и сменные зубчатые колеса»
которые применяются в упрощенных конструкциях, когда число
оборотов шпинделя меняется редко.
Для осуществления плавного увеличения или уменьшения чисел
оборотов шпинделя применяют бесступенчатое регулирование.
Бесступенчатое регулирование дает возможность выбрать на станке
такое число оборотов шпинделя, которое соответствовало бы рас-
четной скорости резания.
53
Коробки подач предназначены для осуществления непрерывной
рабочей подачи суппортов, головок, столов и других рабочих орга-
нов станков. Чаще всего в станках применяют коробки подач,
работающие с помощью зубчатых колес. При передвижении зубча-
тых колес вдоль вала изменяется величина подачи рабочего органа
станка. Механизм подачи приводится в движение от механизма
Рис. 31. Схемы механизмов коробок подач
главного движения станка или от отдельного электродвигателя.
Изменение величины подач можно осуществить с помощью гитары
сменных зубчатых колес, шестеренных коробок, храповых и гид-
равлических механизмов.
На рис. 31, а показана схема гитары сменных зубчатых колес.
Эта простейшая передача обеспечивает настройку на большой
диапазон подач. На рис. 31, б показана схема механизма с вытяж-
ной шпонкой. На ведущем валу находится жестко закрепленный
блок из четырех зубчатых колес г2; г3 и г4. Каждое из этих колес
54
фиксируется на ведомом валу с помощью вытяжной шпонки. Сле-
довательно, передаточные отношения:
• • ^3
1 *2 2 *4
z5 . г7
Ц = - ; t = —7
3 ze ’ 4 zb
На рис. 31, в показан механизм Нортона. Эта передача отли-
чается от предыдущей тем, что имеет меньшее количество зубчатых
колес при одном и том же числе передач.
Изменение величины подачи осуществляется при перемещении
рычага 1 вдоль ведущего вала /. Зубчатые колеса zx и г2 имеют
между собой постоянное зацепление. Передаточное отношение
имеет вид:
. z2 . zr z2. . z± г2 . zr z2
ti ---------* In- * , i-q - • , 1л ----* •
1 Z2 2 z2 z4 ’ 3 z2 z8 4 z2 z6
На рис. 31, г изображена схема механизма типа Меандра, состоя-
щего из трех блоков двойных зубчатых колес. На ведущем валу
установлены неподвижно зубчатые колеса и z2. Остальные два
блока свободно вращаются на промежуточном валу II. С помощью
рычага 1 осуществляется переключение зубчатых колес. Данный
механизм имеет следующие передаточные отношения:
1 ’ z6 ’ z1 ‘ z8 ’ 3 z4 ’ z7 ’ zs 1
2 z6 ‘ z7 ‘ ’ 4 z4 ’ z7 ‘ zq •
Эти механизмы могут быть и с большим числом пар зубчатых
колес. На рис. 31, д показан механизм с передвижными зубчатыми
колесами закрытого типа. Так как z2 и г3 имеют различное число
зубьев, получается два различных передаточных отношения. Ука-
занный механизм обладает большей жесткостью, чем механизм
Нортона. Поэтому в современных конструкциях станков применяют
нортоновские коробки закрытого типа, вследствие чего увеличи-
вается жесткость базирования каретки накидного колеса. Примером
может служить коробка подач токарно-винторезного станка мод.
1А62.
§ 14. СМАЗКА СТАНКОВ
Введение смазки между скользящими поверхностями резко
снижает коэффициент трения и, следовательно, потери мощности
на преодоление сил трения в станке. Смазка разобщает трущиеся
поверхности деталей смазочной пленкой, уменьшает износ деталей
и значительно повышает к. п. д. станка. Смазка выполняет и ряд
других функций: в сочленениях, воспринимающих ударную на-
55.
трузку, она работает как гидравлический буфер, а в изношенных
узлах станка компенсирует наличие больших зазоров; кроме того,
во всех случаях смазка служит средством для охлаждения тру-
щихся деталей механизмов станка. Если же детали станка в про-
цессе работы нагреты до 200° С, масляная пленка, которая прочно
охватывает поверхность детали, разрушается и износ трущихся
поверхностей увеличивается, что неизбежно приведет к катастро-
фическому износу сопрягаемых деталей, а следовательно, и к по-
ломке механизмов станка.
Смазочные материалы. От качества смазочных материалов, при-
меняемых для станков, зависит срок их службы. Смазочные мате-
риалы должны обеспечить качественную смазку трущихся деталей
в интервале скоростей, нагрузок и температур, установленных для
данного механизма или станка, и весьма незначительно изменять
свое качество под влиянием температур, кислорода воздуха и дру-
гих факторов. Применяемые масла не должны образовывать осадки,
которые вызывают загрязнение системы и коррозию. Смазочные
масла изготовляют из нефти. Для смазки металлорежущих станков
применяют главным образом индустриальные масла. Эти масла
разделяются на три группы: 1) легкие масла с пределами вязкости
4—10 сст при 50° С; 2) средние масла с пределами вязкости
10—58 сст при 50° С; 3) тяжелые масла с пределами вязкости
9—28 сст при 100° С. Цифры, приведенные в наименовании отдель-
ных сортов индустриальных масел, соответствуют средней кинема-
тической вязкости в сантистоксах.
Например, масло индустриальное 45 имеет пределы вязкости
38—52 сст при 50° С. Вязкость по Энглеру определяется отноше-
нием времени истечения 200 см3 испытуемой жидкости при темпе-
ратуре 20, 50 или 100° С через платиновый капилляр с диаметром
2,8 мм ко времени истечения того же объема дистиллированной
воды при температуре 20° С и обозначается в градусах Энглера
(°Е20; оЕ50 или °Е100). Прибор, определяющий вязкость масла, назы-
вается вискозиметром Энглера.
Помимо указанного, определяется также и кинематическая
вязкость, которая представляет собой удельный коэффициент
внутреннего трения масла или отношение динамической вязкости
масла г| к его плотности р, т. е. V = —.
Единицей ее измерения служит стокс (ст). Стокс характеризует
вязкость масла, плотность которого равна 1 г!см3. Сотая часть
стокса называется сантистоксом (сст). В табл. 6 приведены наиболее
широко применяемые для смазки оборудования масла.
Консистентные смазки — это минеральные масла, загущенные
кальциевыми и другими мылами или твердыми углеводородами
(парафином, церезином). Влагостойкие консистентные смазки полу-
чили наибольшее распространение. Некоторые из них приведены
в табл. 7.
56
Таблица б
Индустриальные масла, применяемые для смазки оборудования
Наименование масел Наименование смазки Характеристика масел
Вязкость кинемати- ческая при 50° С в сст Вязкость по Энгле- ру при темпера- туре 50° С в сст Температура вспыш- ки в закрытом тигле в °C, не ниже Температура засты- вания в °C, не выше
Масло для высо- коскоростных механизмов Л (ГОСТ 1840—51) (велосит) А. Легкие индус триаль Для точных механиз- мов, работающих с ма- лой нагрузкой при 15—20 тыс. об/мин или скоростью резания 4,5—6,0 м/сек шпинделей шлифовальных станков и др. ные масла 4,0-5,1 1,29-1,40 112 -25
Т (вазелиновое) Для шпинделей шли- фовальных и других станков, работающих с малой нагрузкой при 10—15 тыс. об/мин со скоростью 3,0—4,5 м/сек 5,1-8,5 1,40-1,72 125 -20
Сепараторное Л (ГОСТ 176-50) Для механизмов, рабо- тающих при 10—15 тыс. об/мин со скоростью 3,0—4,5 м/сек, высоко- производительных шпин- делей шлифовальных и других станков 6,0-10,0 1,48—1,86 135 +5
Сепараторное Т Б. Средние индустриал^ Для подшипников тя- желых сепараторов, а также для механизмов, работающих со средней или малой нагрузкой при больших скоростях ьные масла 14,0-17,0 2,26-2,6 165 +5 1
57
Продолжение табл. 6
Наименование масел Наименование смазки Характеристика масел
Вязкость кинема- тическая при 50° С в сст Вязкость по Энгле- ру при темпера- туре 50° С в сст Температура вспыш- ки в закрытом тигле в °C, не ниже Температура засты- вания в °C, не выше
Индустриаль- ное 12 (веретенное 2) (ГОСТ 1707—51) Для шпинделей шли- фовальных станков, рабо- тающих до 10 тыс. об/мин, гидравлических систем станков, подшипников электродвигателей с коль- цевой смазкой 10-14 1,86—2,26 165 -30
Индустриаль- ное 20 (веретенное 3) Для станков малого и среднего размеров, рабо- тающих при повышенных скоростях гидравличе- ских систем 17—23 2,6-3,31 170 -20
Индустриаль- ное 30 (машинное 51) Для крупных и тяже- лых станков, гидравли- ческих систем станков (с поршневыми регулируе- мыми насосами и др.) 27-33 3,81-4,59 180 —15
Индустриаль- ное 45 (машинное С) Для тяжелых станков, работающих при малых скоростях 38—52 5,24-7,07 190 -10
Индустриаль- ное 50 (машинное СУ) Для машин и станков, работающих с большой нагрузкой и малой ско- ростью, для механизмов, работающих в помеще- ниях с высокой темпера- турой 42-58 5,76-7,86 200 -20
Индустриаль- ное 20В выщелоченное (веретенное 38) Для станков, оборудо- ванных поточной систе- мой смазки 17-23 2,6-3,31 170 -15
58
Продолжение табл. 6
Наименование масел Наименование смазки Характеристика масел
Вязкость кинема- тическая при 50° С в сст Вязкость по Энгле- : ру при темпера- туре 50° С в сст Температура вспыш- ки в,закрытом тигле в °C, не ниже Температура засты- вания в СС, не выше
Индустр иа льное выщелоченное 45В (машинное СВ) Для станков, оборудо- ванных поточной систе- мой смазки 38-52 5,24-7,07 180 -8
Масло цилиндро- вое легкое 11 (цилиндровое 2) (ГОСТ 1841-51) В. Тяжелые индустриаль Для станков, работаю- щих с большой нагруз- кой и малой скоростью, для червячных передач тяжелых станков ные масла 9-13 1,76-2,15 215 +5
Таблица 7
Антифрикционные кальциевые консистентные смазки
Наименование смазки Назначение смазки Кинематиче- ская вязкость масла, входя- щего в смазку при 50° С в сст Температура каплепадения в °C, не ниже
Унивёрсальная сред- неплавкая синтетиче- ская (солидол синтети- ческий) УСс_2 (ГОСТ 4366—64) Для трущихся пар станков и электродвига- телей в условиях рабо- чих температур, не пре- вышающих 60° С, в ус- ловиях высокой влаж- ности при температуре не выше 65° С 19-53 75
Универсальная сред- неплавкая синтетическая (солидол синтетический) УСс_3 (ГОСТ 4366-64) Для отдельных нагре- вающихся трущихся пар, работающих при высо- ких нагрузках при ма- лых скоростях в усло- виях высокой влажно- сти при температуре не выше 80° С 41-53 85
59
§ 15. СМАЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА, ИХ КОНСТРУКЦИЯ
И ЭКСПЛУАТАЦИЯ
Смазка деталей станков производится двумя способами: инди-
видуальным и централизованным. Индивидуальная смазка бывает
периодического и непрерывного действия. Периодическая смазка
осуществляется без принудительного давления (масленки) и с при-
нудительным действием (одноплунжерные насосы с ручным при-
водом). Индивидуальная смазка непрерывного действия также
может быть без принудительного давления (масляная ванна, раз-
брызгивание при помощи центробежной силы, применение колец,
капельных масленок и др.) и с принудительным действием (насосы
шестеренчатые, лопастные и плунжерные).
В настоящее время широкое распространение получила цен-
трализованная смазка. При централизованной смазке насос нагне-
тает масло в несколько отдельно расположенных смазочных
устройств. По времени действия эта смазка также разделяется на
периодическую и непрерывного действия. Периодическая централи-
зованная смазка бывает без принудительного давления (групповые
регулируемые и нерегулируемые масленки) и с принудительным
давлением (насосы и масленки с периодической работой). Смазка
непрерывная централизованная без принудительного давления осу-
ществляется разбрызгиванием капельным способом и самотеком.
К смазке с принудительным давлением относится многоточечная
система с механическим приводом. На рис. 32, а показана резер-
вуарная масленка, на дно которой укладывают войлочную про-
кладку для предохранения от быстрого истечения масла. Кроме
того, войлок служит фильтром и дозатором масла. На рис. 32, б
показана масленка, в которой подача и дозировка масла осуще-
ствляется с помощью фитиля, изготовленного из шерстяных ниток.
Масло, из резервуара 2 через фитиль 1 подается самотеком в канал <?,
а затем к поверхностям смазки. Для установки фитиля служат
усики 5 и кольцо 4, Производительность такой масленки от 0,5 до
5 ои3 масла в час.
На рис. 32, в показана масленка с запорной иглой. Чтобы осу-
ществить смазку, необходимо с помощью рычага приподнять иглу 2,
и через отверстие 3 масло направляется к трущимся поверхностям.
Количество подачи масла регулируется с помощью гайки 7, а кон-
троль работы масленки осуществляется через глазок 4. На рис. 32, г
показана колпачковая масленка, предназначенная для смазки
сопрягающихся деталей консистентной смазкой. Смазка в резер-
вуар масленки нагнетается к сопрягающим поверхностям навин-
чиванием колпачка.
Для осуществления контроля уровня масла в станках служат
маслоуказатели. На рис. 33, а показан трубчатый маслоуказатель.
Он состоит из уплотняющей шайбы /, штуцера 2, трубки 3 со сквоз-
ной прорезью 4, крышки 5 и коробки 6, предназначенной для
спуска масла. На рис. 33, б показан маслоуказатель, встроенный
60
Рис. 32. Масленки для индивидуальной смазки:
<i — резервуарная; б — фитильная; в — капельная; г — колпачковая
а — трубчатый; б — встроенный в станок; в — при помощи щупа
в станок. Он состоит из корпуса /, крепежных винтов 3 и глазка 2.
. Средняя линия его соответствует уровню масла. На рис. 33, а
показано устройство для определения уровня масла в ванне щупом.
Щуп через специальное отверстие опускается в ванну, а затем выни-
мается и по следам масла на его поверхности судят об уровне масла
в ванне.
Шестеренчатые насосы служат для принудительной смазки
узлов, охлаждения инструментов и обрабатываемой детали, они
также служат для нагнетания масла под давлением в рабочие по-
лости гидроцилиндров станков, используемых для перемещения
столов и других механизмов. На рис. 34 показан шестеренчатый
насос, состоящий из двух зубчатых колес. При вращении зубчатых
колес образуется вакуум в зоне
всасывания, а затем в эту зону заса-
сывается масло и впадинами зубьев
переносится в зону нагнетания.
Производительность шестеренчато-
го насоса рассчитывается по фор-
муле (если допустить, что объем
зуба равен объему впадины)
Q = — 10’3 м/мин,
Рис. 34. Схема шестеренчатого на-
соса
106
где D — диаметр окружности вы-
ступов зубчатого колеса в мм;
d — диаметр делительной окруж-
ности колеса в мм; В — ширина зубчатого колеса в мм; п —
число оборотов колеса в минуту.
Межцентровое расстояние S в шестеренчатых насосах неизменно.
Окружная скорость зубчатых колес тем меньше, чем больше вяз-
кость масла. Наименьшую окружную скорость зубчатых колес
определяют по эмпирической формуле [2]
где °Е — вязкость жидкости в условных градусах (Энглера);
Р —давление в кПсм2.
Наибольшая окружная скорость зубчатых колес также зависит
от вязкости масла: чем больше вязкость, тем меньше окружная
скорость. Мощность электродвигателя для привода шестеренчатого
насоса определяется по формуле
л/ PQ
2--- Кв/П,
где Р — давление, развиваемое насосом, в кПсм2; Q — производи-
тельность насоса в м3/мин; — к. п. д. объемный; т)3 — к. п. д.
гидравлический; — к. п. д. механический.
62
Лопастные насосы. На рис. 35 показана схема лопастного на-
соса. Принцип его действия заключается в следующем. Каждая
смежная пара лопаток образует замкнутую камеру, ограниченную
поверхностями ротора 3, статора 2 и дисками 5 с их торцовых сто-
рон. Статорное кольцо расположено в корпусе /, имеет внутреннюю
поверхность фасонного профиля и крепится штифтом совместно
с распределительными дисками 5 к корпусу 1 и к крышке насоса.
Ротор 3 с лопастями 4, которые под действием центробежной силы
прижимаются к статору 2, вращается с валом. Диск 5 имеет четыре
продольных отверстия: два всасывающих — / и два нагнетатель-
ных — II. При прохождении лопастями попарно участка статора
Рис. 35. Схема лопастного насоса
у отверстий // объем камеры уменьшается и масло через эти отвер-
стия вытесняется, а при прохождении участка у отверстий I осу-
ществляется всасывание. Прорези, несущие лопасти, направлены
под углом а 13° к радиусу. За один оборот ротора происходят
два полных цикла нагнетания и всасывания, поэтому такой лопаст-
ной насос называется насосом двойного действия. Для изменения
направления вращения ротора необходимо снять крышку и втянуть
оба фланца в ротор. Затем повернуть этот комплект деталей вокруг
вертикальной оси на 180° и поставить на место. После этого повер-
нуть фланцы и ротор на угол 90° вокруг оси вращения, чтобы сту-
пенчатый штифт 6 ввести в отверстие. Во избежание быстрого
износа сопрягаемых деталей статор изготовляется из стали ШХ15,
а лопасти — из быстрорежущей стали марок Р9 или Р18. С помощью
описанного выше насоса можно нагнетать в гидросистему масло
вязкостью 2,5—7,5° Е60.
Производительность лопастных насосов этого типа рассчиты-
вается по формуле
Qmuh = де. [л (G - Г0 - -] 10 3 м-‘, мин,
63
где Qi — объем масла, подаваемый за оборот; В — ширина лопасти
в мм; гх и г2 — соответственно наибольший и наименьший радиусы
статора в мм; S — толщина лопасти в мм; г — число лопастей;
а — угол наклона лопастей.
Мощность электродвигателя насоса рассчитывается по формуле
N = ----- Л. С.,
450т)о</Пг'Пл«
где р — давление,
Рис. 36. Схема радиально-поршневого
насоса
развиваемое насосом, в кПсм2\ — к. п. д.
объемный; цс> — к. п. д. гид-
равлический; ти — к. п. д. ме-
ханический.
Насосы такого типа при рабо-
те на индустриальном масле 20
выпускаются с производительно-
стью от 5 до 200 л/мин. Число
оборотов насоса п = 950 об!мин
и максимальное давление
65 кГ /см2.
Поршневые насосы чаще все-
го изготовляют регулируемые и
применяют в гидроприводах глав-
ного движения протяжных и в
строгальных станках, а также
в подачах сверлильно-расточ-
ных, фрезерных и других стан-
ков.
На рис. 36 показана схема
радиал ьно-пор шневого насоса.
В роторе / расположены поршни 2. Головки поршней касаются
обоймы 3, которая расположена неподвижно и эксцентрично отно-
сительно ротора 1. Вал ротора имеет две внутренние полости, изо-
лированные друг от друга. Одна полость является всасывающей,
а другая нагнетательной. При повороте ротора на угол 180° каж-
дый поршень, выдвигаясь из цилиндрического отверстия ротора,
засасывает масло из половины центрального канала и при даль-
нейшем вращении ротора от 180 до 360° поршни, перемещаясь
к центру, нагнетают масло в полость подачи. От величины эксцен-
трицитета е обоймы относительно ротора зависит величина хода
поршня.
Поршни у насосов перемещаются к периферии под действием
центробежной силы, а также от дополнительного давления насоса
низкого давления (на рис. 36 не показан).
Производительность радиально-поршневых насосов бывает от
0,2 до 4 л!мин для малых моделей и от 18 до 600 л/мин для больших.
Данные насосы развивают давление до 75 кГ/см2 (7500 кн/м2) и
64
более. Производительность поршневых насосов рассчитывается
по формуле
шРегп
2 • ЮЧ
Q
\0~3м3/мин,
где d — диаметр поршня в мм\ е — эксцентрицитет в мм; г — число
поршней; п — число оборотов ротора в минуту; т]0 = 0,934-0,98 —
объемный к. п. д.
§ 16. ОХЛАЖДЕНИЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ПРИ РАБОТЕ НА СТАНКАХ
В процессе резания возникает тепло, которое передается режу-
щему инструменту, и последний теряет свои режущие свойства,
а следовательно, уменьшается его износостойкость. Применяемые
для охлаждения жидкости должны обладать высокими охлаждаю-
щими, смазывающими свойствами. Чем лучше смазывающие свой-
ства охлаждающей жидкости, тем меньше возникает тепла от тре-
ния стружки, сходящей по передней поверхности резца. При этом
уменьшается трение между задними поверхностями резца и обраба-
тываемой заготовкой, что приводит к повышению стойкости режу-
щего инструмента. Свойство смазочно-охлаждающей жидкости
можно улучшить путем введения поверхностно активного вещества,
которое уменьшает ее поверхностное натяжение и повышает сма-
чиваемость. К поверхностно активным веществам относятся орга-
нические кислоты (стеариновая, олеиновая, пальмитиновая и др.),
их соли, а также органические вещества с серосодержащими поляр-
ными группами. Эти активные вещества способствуют получению
адсорбционной пленки, которая может выдерживать большие давле-
ния сбегающей стружки по передней поверхности.
Крэме того, поверхностно активные вещества способствуют раз-
рушению поверхностного слоя металла в процессе резания и облег-
чению скольжения одних слоев относительно других при пластиче-
ском деформировании. К смазочно-охлаждающим жидкостям предъ-
являются следующие требования: а) высокая охлаждающая способ-
ность; б) высокая смазывающе-режущая способность; в) безвред-
ность для работающего; г) антикоррозионность. Смазочно-охлаж-
дающие жидкости делятся на две основные группы: 1) жидкости,
применяемые как охлаждающие; 2) жидкости, применяемые как
смазывающие. Жидкости первой группы используются при черно-
вой обработке деталей, т. е. когда выделяется значительное коли-
чество тепла и шероховатость обрабатываемой поверхности не
имеет особого значения. К этим жидкостям относятся активирован-
ные эмульсолы. В практике получили широкое распространение
водные эмульсии, приготовляемые чаще всего из эмульсолов. Это
коллоидные растворы мыл и органических кислот в минеральных
маслах. При смешивании с водой они образуют эмульсию от молочно-
белого до коричневого цвета. Количество масла в эмульсии от 2
3 А. И. Лисовой 65
до 20%, мыла от 0,3 до 2%. Значительно лучшими свойствами
обладает осерненный эмульсол, который состоит из 25% сульфи-
рованного касторового масла; 13,5% осерненного соевого масла;
17% минерального масла; 32% воды и 20%-кого раствора каусти-
ческой соды в количестве, при котором масло становится прозрач-
ным. Жидкости второй группы применяются при чистовых и отде-
лочных работах, они обладают высокой маслянистостью. К ним
относятся: минеральные масла, растительные и животные масла,
керосин, растворы в масле или керосине поверхностно активных
веществ. Широкое распространение в промышленности получили
осерненные масла, т. е. сульфофрезолы, содержащие серу в каче-
стве поверхностно активного вещества.
§ 17. ВЛИЯНИЕ ЖЕСТКОСТИ И ВИБРОУСТОЙЧИВОСТИ СТАНКОВ
НА ИХ ТОЧНОСТЬ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
При создании станка новой конструкции и после изготовления
серийного станка, а также после ремонта перед пуском станка
в эксплуатацию проводятся разные по целям и объему эксперимен-
тальные исследования, испытания и проверки станка и его отдель-
ных узлов и деталей. Требования, предъявляемые к точности станка,
его производительности, надежности, автоматизации управления,
делают очень широким и разносторонним круг испытаний и иссле-
дований станков, в особенности опытных образцов.
Точность обработки на станке характеризуется величинами
отклонений размеров, формы и относительного положения элемен-
тов получаемой поверхности от соответствующих параметров задан-
ной геометрической поверхности.
Требования к точности и качеству поверхности деталей, обрабо-
танных на станках, резко возрастают. Например, для прецизион-
ных круглошлифовальных станков допускается некруглость детали
не более 0,3 мкм при шероховатости поверхности V 10 — V 12 по
ГОСТу 2789—59. Для того чтобы проверить точность работы станка,
надо знать характер и степень влияния отдельных факторов, вызы-
вающих погрешности при обработке заготовок на станках. Основ-
ными из них являются следующие: 1) геометрическая, в том числе
кинематическая, точность системы СПИД (станок — приспособле-
ние — инструмент — деталь), включая влияние зазоров и погреш-
ностей технологической базы заготовки; 2) температурные дефор-
мации системы; 3) технологическая жесткость, характеризующая
деформации системы под нагрузкой; 4) устойчивость системы при
установке, перемещении узлов станка и при обработке дета-
лей; 5) вынужденные колебания; 6) размерный износ инстру-
мента 13].
Все вышеперечисленные факторы могут быть почти устранены,
меняя или снижая режимы обработки, за исключением геометриче-
ской точности станка, которая зависит от качества изготовления и
66
сборки станка. В процессе обработки на станке детали сила резания
не остается постоянной из-за изменения сечения среза, припуска на
обработку, механических свойств материала обрабатываемой де-
тали и режима обработки. К изменению силы резания приводят
также затупление и износ режущего инструмента, наростообразо-
вание и некоторые другие факторы. Под действием изменяющихся
сил резания и трения эле-
менты станка деформируют-
ся, изменяя тем самым усло-
вия резания, трения или
условия работы двигателя.
Жесткость является од-
ним из основных критериев
работоспособности станка,
так как определяет точность
станка под нагрузкой в уста-
новившемся режиме работы.
Под жесткостью тела или
системы тел подразумева-
ется их способность сопро-
тивляться упругим переме-
щениям при действии при-
ложенной к ним нагрузки.
Чем меньше величина пере-
мещения при прочих равных
условиях, тем выше жест-
кость [20].
б)
Рис. 37. Погрешности, возникающие в ре-
зультате деформаций системы СПИД
Жесткостью называется отношение силы к величине перемеще-
ния в направлении действия силы
где С — жесткость в кГ1мм\ Р — приложенная сила в кГ; у — упру-
гое перемещение в направлении действия силы в мм.
Величина, обратная жесткости, называется податливостью
k (мм/кГ) и определяется по формуле
Недостаточная жесткость звеньев системы СПИД приводит
в процессе резания к изменению взаимного расположения режущего
инструмента -ад обрабатываемой детали, а следовательно, и к по-
грешности обработки. Вместе с тем недостаточная жесткость звеньев
системы СПИД может привести вследствие колебаний сил резания,
неуравновешенности быстровращающихся деталей станка или по-
явления автоколебательного процесса к вибрациям станка [20].
Вибрации являются причиной нарушения точности работы станка,
3*
67
преждевременного выхода из строя режущего инструмента и ухуд-
шения качества поверхности. В ряде случаев вибрации ограничи-
вают возможность работы на станке при высоких режимах и тем
самым снижают производительность станка или не позволяют осу-
ществлять на нем процесс резания. На рис. 37 показаны схемы по-
грешностей, возникающих в результате деформаций системы СПИД
на расточном станке. Под действием радиально-направленной
силы Ру (рис. 37, а) осуществляется прогиб оправки 1 скалки и
шпинделя станка. Кроме того, происходит упругое смещение бабки 2
и деформации стойки 3 (смещение показано пунктиром). В резуль-
тате данных смещений возникает искажение формы растачивае-
мого отверстия. На рис. 37, б показана погрешность, возникаю-
щая при продольной подаче скалки. С увеличением вылета скалки
возрастает прогиб, в результате растачиваемое отверстие получит
конусообразную форму. Кроме того, возникает смещение и других
звеньев системы СПИД, например стола, на котором установлено
приспособление с обрабатываемой деталью и др.
Глава IV
ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ СТАНКАМИ
§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММНОМ УПРАВЛЕНИИ
Программное управление станками имеет цель в максимальной
степени автоматизировать процессы, выполняемые рабочим при
ручном управлении. В связи с тем, что существующие автоматические
устройства еще не могут получать и перерабатывать информацию
так, как это делает человек в процессе работы на станке, вся инфор-
мация, содержащаяся в технической документации, должна быть
переработана в форму, понятную для системы автоматического
управления. Процесс преобразования информации из одной формы
в другую носит название «программирование».
Программирование обработки на металлорежущих станках вклю-
чает в себя и разработку технологической документации. Получен-
ные результаты программирования на обработку детали фикси-
руются на соответствующих программоносителях. Программоноси-
тели бывают двух видов запоминания. Первые рассчитаны на ко-
ротковременную память, записанную в их информации^ к ним отно-
сятся штепсельные, кнопочные и прочие коммутаторы. В этом
случае представляется возможным выполнение только одной партии
деталей. Вторые рассчитаны на долговременное хранение записан-
ной на них информации, к ним относятся ленты, карты и барабаны.
Данная записанная информация может быть сохранена и затем
повторена независимо от ее срока хранения. В этот период времени
на том же станке может быть произведена обработка других деталей
по новой программе.
Функции рабочего, обслуживающего станок с программным
управлением, сводятся к установке, закреплению и выверке при-
способления и инструмента на станке, установке программоноси-
теля и заготовки, замене режущего инструмента, снятию детали и
наблюдению за ходом работы станка. На более усовершенствован-
ных станках некоторые вышеперечисленные операции автоматизи-
рованы, как, например, установка и снятие детали, замена про-
граммоносителя и др.
Основное различие систем программного управления станков
заключается в различных способах составления и преобразования
информации о перемещении салазок и в принципе действия меха-
низмов, осуществляющих эти перемещения.
69
В связи с указанным системы программного управления класси-
фицируются по следующим признакам [1]: 1) по числу потоков инфор-
мации — системы разомкнутые, замкнутые и самонастраивающиеся;
2) по назначению — системы для позиционного, ступенчатого и
функционального управления; 3) по виду информации о перемеще-
нии салазок — системы числовые и нечисловые; 4) по виду про-
граммоносителя — системы с перфорированными лентами, с пер-
форированными картами, с магнитными лентами, с магнитными
картами, с магнитными барабанами, с различного рода командо-
аппаратами и коммутаторами; 5) по принципу ограничения переме-
щения салазок — системы импульсные, аналоговые и др.; 6) по
принципу измерения действительного перемещения салазок — си-
стемы с одноотсчетным и с двухотсчетным измерением, системы
с абсолютным и относительным измерением, системы с непосред-
ственным и косвенным измерением; 7) по физическому закону,
положенному в основу измерения действительного перемещения
салазок, — системы с механическими, оптическими, электрическими
и смешанными измерительными устройствами; 8) по точности —
системы 0—5-го классов точности.
§ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ
По числу потоков информации различают несколько разновид-
ностей систем. На рис. 38 показана разомкнутая система с одним
потоком информации. Программа 2 проходит через считывающее
устройство /, в результате чего на выходе последнего появляются
Рис. 38. Схема действия систем программного управле-
ния при одном и двух потоках информации
командные сигналы, которые направляются и преобразовываются
в звене 3, а затем направляются к исполнительному механизму 4.
В результате этого происходит перемещение салазок. Соответствие
действительного перемещения заданному не проверяется.
На рис. 38, б представлена система программного управления
с обратной связью. В этой системе осуществляется два потока инфор-
мации, один от считывающего устройства /, а второй от измери-
теля 7 действительных перемещений салазок. Программа 2, про-
70
ходя через считывающее устройство /, вызывает сигналы, которые
направляются и преобразовываются в звене 3, далее идут в следую-
щую систему 4, состоящую из сравнивающего устройства 4, в кото-
рое поступают задающие сигналы усилителя 5, исполнительного
двигателя 6 и датчика обратной связи 7, который измеряет действи-
тельное перемещение салазок и направляет сигнал в сравнивающее
устройство 4. В сравнивающем устройстве сигналы обратной связи,
характеризующие действительное перемещение салазок, сопостав-
ляются с сигналами, выдаваемыми считывающим устройством.
В случае расхождения сигналов на выходе сравнивающего устрой-
ства появляется сигнал, который через усилитель 5 направляется
к исполнительному устройству. Этим осуществляется перемещение
салазок в нужном направлении. Как только величина действитель-
ного перемещения станет равной величине заданного перемещения,
сигналы на выходе сравнивающего устройства исчезнут.
Принцип работы самонастраивающей системы программного
управления отличен от замкнутой системы тем, что имеет дополни-
тельно измеритель-преобразователь, который формирует второй
поток информации о действительном контуре и размерах обработан-
ной поверхности, затем направляет информацию в самонастраиваю-
щее устройство, где суммируется с информацией от считывающего
устройства. Результаты суммирования фиксируются в оперативной
памяти. При обработке второй детали управление исполнительным
двигателем осуществляется с помощью информации, зафиксиро-
ванной при обработке первой детали в оперативной памяти.
По назначению различают следующие системы управления.
Позиционная система должна обеспечить установку стола в задан-
ное рабочее положение, при котором происходит резание. В боль-
шинстве случаев требуемое рабочее положение получается в резуль-
тате относительного перемещения заготовки и инструмента в двух
взаимно перпендикулярных направлениях. Особенностью ступен-
чатой системы программного управления является то, что происходит
последовательное передвижение салазок относительно режущего
инструмента и траектории режущего инструмента относительно
детали (или детали относительно инструмента). В результате это
движение представляет прямую.
Особенностью функциональной системы является наличие функ-
циональной зависимости между скоростями перемещений разных
салазок во всех координатах.
По виду информации системы программного управления делятся
на числовые и нечисловые. В числовых системах положение салазок
характеризуется числами. В одних системах эти числа показывают
величину перемещения салазок, в других — значение координат
точек обрабатываемой поверхности относительно начальной выбран-
ной системы координат. В нечисловых системах каждому перемеще-
нию салазок соответствует определенное состояние электрической
схемы станка. Эта система работает по методу переключений. Инфор-
71
мация о требуемых перемещениях салазок задается с помощью упо-
ров, шаблонов, копиров, кулачков и некодированных коммута-
торов.
По виду программоносителя бывают различные системы счисле-
ния, зависящие от способа записи числовой программы.
Предпочтение отдается десятичной системе счисления, которая
используется в виде десятичного кода программ металлорежущих
станков. Основным числом в этой системе является число 10. Чтобы
получить произвольное число, необходимо десять цифр 0, 1, 2,3,
4, 5, 6, 7, 8, 9. Чтобы записать число больше 9, переписываем
определенное положение каждой цифры в цифровом ряду. Напри-
мер, число 1625,3 может быть представлено, как
1625,3 = 1 • 103 +6-102 +2 • 101 + 5 • 10°+ 3 • 10’1.
1 I 2 5 3
Отдельные цифры при записи числа представляют собой коэф-
фициенты при разложении числа по степеням основания 10. Прини-
мая за основание системы различные числа: два, три и др., можно
получить соответственно двоичную, троичную и другие системы.
При этом в любой из них, как и в десятичной системе, число пред-
ставляет собой сумму степеней основания системы с соответствую-
щими коэффициентами.
Более удобна для вычислительных устройств двоичная система
счисления, основание которой равно 2. Чтобы представить число,
требуется только две цифры: 0 и 1. Цифры 0 и 1 имеют то же значе-
ние, что и в десятичной системе, но положение, занимаемое цифрой
при записи чисел, получает другое толкование.
В двоичной системе отдельные цифры представляют собой также
коэффициенты, только при степенях основания 2. Например, число
11 записывается в двоичной системе счисления и представляется сле-
дующим образом: 11 = 8 4- 2 + 1 = 1 • 23 + 0 • 22 + 1 • 21 4- 1 • 2° = 1011.
На перфорированной ленте это число изображается в виде одной
строчки, состоящим всего из четырех позиций. Таким образом, при
двоичной системе величина программоносителя может быть зна-
чительно уменьшена. Кроме того, упрощается конструкция читаю-
щего устройства. Запись кодов в виде пробивок на перфоленте
обычно располагается параллельными рядами вдоль ленты.
На рис. 39, а изображено расположение отверстий на перфоленте
при записи чисел в десятичной системе счисления. При записи пер-
фолента делится на блоки информации, причем в каждом блоке
записывается одно число. В данном случае разряд числа опреде-
ляется положением отверстий на перфоленте по вертикали, т. е.
рядом ленты, а значение его от 0 до 9 — положением отверстий по
горизонтали, т. е. колонкой. Кроме записи кодов в виде пробивок
на перфоленте, записывают коды на киноленте с помощью засве-
ченных мест или на магнитной ленте с помощью намагниченных
участков.
72
Десятично-двоичная система кодирования нашла широкое при-
менение в практике, ввиду того, что все размеры на чертежах могут
быть выражены десятичными числами. Кроме того, десятично-
двоичная система кодирования удобна при пользовании, как деся-
тичная система, и экономична, что присуще только двоичной системе
1
W
01234 5 6 7 8 3
оооооооооо
ooooootooo
0123456789
ooootooooo
оооооеоооо
100
woo
10000
oootoooooo \ оооооооеоо
оеоооооооо \оеоооооооо
ооеооооооо \oooeoooooo
7325
2564
21360
31754
Ведущие отверстия
2
ооео
5
оеое
2
ооео
5
оеое
4
оеоо
Ведущие отверстия
а
7
3
6
Рис. 39. Расположение отверстий на ленте при
записи чисел:
а — в десятичной системе; б — в десятично-двоичной
системе кодирования на широкой ленте; в — в десятич-
но-двоичной системе кодирования на узкой ленте
счисления. При этой системе кодирования число единиц, десятков,
сотен и т. д. записывается по отдельности в двоичной системе счис-
ления. Для примера возьмем число 7325. Но так как для каждого
десятичного знака требуется четыре позиции на перфоленте, сле-
довательно, для каждого десятичного знака находим код:
7 = 0-23 + 1 -22+ 1 ‘2x-k 1 -2° = 0 + 4 + 2 + 1 =0111;
3 = 0- 23 + 0-22 + 1 -21+ 1-2° =0+0+2+1 =0011;
2 = 0 - 23 + 0 - 22 + 1 21 +0 - 2° = 0 + 0+ 2+ 0 = 0010;
5 = 0• 23 + 1 • 22 I 0 21 к 1 2° = 0+ 4+ 0+1 =0101.
73
На рис. 39, б показано расположение отверстий при записи
чисел в десятично-двоичной системе кодирования на широкой ленте,
а на рис. 39, в показано то же, но на узкой ленте.
В зависимости от устройства программоносителя запись число-
вой информации производится с помощью специальных записываю-
щих устройств. В станках применяются программоносители с чис-
ловым управлением: перфокарты, перфоленты, магнитные ленты,
магнитные барабаны, магнитные диски и киноленты. Широкое
распространение получили перфокарты и перфоленты.
Перфокарта изготовляется из картона, имеет форму прямо-
угольника. Один угол срезан для ориентации при установке ее
в считывающее устройство. На перфокарте напечатаны до 80 коло-
нок цифр, в каждой ко-
лонке помещены цифры
от 0 до 9. Запись цифр
на перфокарте произво-
дится при помощи про-
бивки отверстий на месте
соответствующих цифр.
На рис. 40 изображена
схема перфоратора кон-
струкции завода Счетно-
аналитических машин
(САМ). Принцип работы
машины следующий: при
нажатии на кнопку /
поворачивается двупле-
чий рычаг 2, вследствие
чего ригель 3 переме-
Рис. 40. Схема перфоратора
щается влево, поворачивая рычаг 4 против часовой стрелки. Этим
производится замыкание контактов 5, а следовательно, электро-
магнит 6 срабатывает и притягивает якорь 7. С помощью дву-
плечего рычага 8 штанги 9 планка 11 быстро опускается, нажимая
на ригель, а ригель на пуансон 10, и происходит пробивка отверстия
в перфокарте. После этого перфокарта передвигается при помощи
специального механизма на одно деление влево, затем цикл повто-
ряется.
Перфоленту изготовляют из бумаги или непрозрачной пласт-
массы. Бумага или пластмасса должны быть прочными с низкой
электропроводностью. Запись производится по двоичной системе
кодирования. Программа записывается при помощи отверстий,
пробитых на ленте в определенных местах по отношению к отвер-
стиям, обеспечивающим перемещение ленты.
Магнитная лента применяется реже. Для «запоминания» чисел
на ленте используют изменения интенсивности остаточного магни-
тизма в малом объеме магнитного материала. Запись на ленте про-
изводится аналогично звуковой записи. Лента изготовлена из
74
Рис. 41. Схема записывающей и считы-
вающей магнитной головки
бумаги или пластмассы, на поверхность которой нанесен слой окиси
железа, а также покрыта металлическим магнитным материалом.
Магнитный барабан состоит из цилиндра, изготовленного из
немагнитного материала. Поверхность барабана покрывается тон-
ким слоем магнитного вещества (окисью железа и др.).
Магнитный диск изготовляют из бумаги или пластмассы.
На поверхность диска наносят магнитное покрытие.
Магнитная запись. Во время магнитной записи магнитный мате-
риал (лента, диск, барабан) находится в движении по отношению
к записывающей головке. Записывающая головка представляет
собой электромагнит (рис. 41), который имеет сердечник 1 и ка-
тушку 2. В сердечнике элек-
тромагнита имеется зазор 3,
ширина которого равна 0,01—
0,02 мм. При пропускании
переменного тока необходимой
частоты через катушку в зазо-
ре 3 возникает переменное
магнитное поле. Но так как
лента 4 равномерно движется,
то на ее поверхности обра-
зуются поперечные магнитные
штрихи 5. Интервал между
штрихами зависит от скорости
прохождения ленты и частоты
переменного тока.
Киноленты нашли широ-
кое применение в качестве
программоносителей. Запись
данных осуществляется с по-
мощью фотографии.
По принципу ограничения перемещения салазок системы бывают
нескольких видов. В импульсных системах программного управле-
ния информация о перемещении салазок выражена соответствующим
числом импульсов. Перемещение салазок на один импульс назы-
вается элементарным шагом. Ограничение перемещения салазок
происходит по получению заданного числа импульсов.
В основе аналоговых систем программного управления лежит
моделирование перемещения салазок напряжением электрического
тока. Моделирование напряжением заключается в том, что каждой
единице линейного перемещения салазок или угловой единице
поворота стола соответствует определенное изменение напряжения,
формируемого задающим устройством или датчиком обратной связи.
В аналоговых системах моделирование перемещения салазок
напряжением может быть произведено по амплитуде или по фазе.
Замкнутые аналоговые системы программного управления, мо-
делирующие перемещение салазок амплитудой напряжения. В дан-
75
ной системе каждому положению салазок соответствует определен-
ное значение амплитуды моделируемого напряжения. Информация
о действительном положении салазок, непрерывно измеряемом дат-
чиком обратной связи, поступает в сравнивающее устройство тоже
в форме напряжения соответствующей амплитуды. Результаты сопо-
ставления информаций о запрограммированном и действительном
перемещении салазок выражаются командным сигналом на выходе
сравнивающего устройства. Командный сигнал на выходе сравни-
вающего устройства равен нулю только при отсутствии рассогласо-
вания в сопоставляющих информациях.
Замкнутые аналоговые системы программного управления, моде-
лирующие перемещение салазок изменением фазы напряжения.
В этой системе информация о перемещении салазок выражается
сдвигом фаз напряжений одинаковой частоты: поступающего в
сравнивающее устройство от дешифратора при считывании про-
граммы и формируемого датчиком обратной связи. Когда салазки
неподвижны, фазы сигналов от дешифратора и датчика обратной
связи одинаковы и командный сигнал равен нулю. Для осуществле-
ния перемещения фаза напряжения, формируемая дешифратором,
сдвигается. В исходный момент сдвиг фаз сопоставляемых напряже-
ний должен быть пропорционален величине необходимого перемеще-
ния салазок.
Системы программного управления станками, работающие по
принципу измерения действительного перемещения салазок, физи-
ческому закону и точности в промышленности, встречаются реже
и приведены в специальной литературе [4].
§ 3. СИСТЕМА ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО-
ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА
Система цифрового программного управления вертикально-фре-
зерного станка разработана А. Е. Кобринским, М. И. Брейдо и
В. К- Бесстрашновым. На этом станке фрезеруют контур кулачков
различной конфигурации без копиров. Процесс обработки заготовки,
установленной на столе вертикально-фрезерного станка, осуще-
ствляется в результате движения заготовки относительно вращаю-
щейся фрезы, ось которой в процессе обработки неподвижна. В то же
время заготовка совершает вращательное движение вокруг своей
оси 53 и поступательное движение по направлению к фрезе или от
фрезы Se. Программирование станка состоит из выполнения ряда
операций по его настройке: определения интервалов интерполирова-
ния, определения координат точек детали, определения координат
опорных точек траектории центра фрезы в равномерной разбивке,
нахождения первых разностей координат опорных точек траектории
центра фрезы, затем деления полученных разностей на величину
элементарного шага, т. е. на цену импульса. В зависимости от
степени чистоты обработки и допуска на профиль обрабатываемой
76
. команды, с помощью специального
на задающий документ-киноленту.
Рис. 42. Схема образования профиля кулачка
детали выбирается цена импульса. Кроме того, для каждой угловой
единицы поворота заготовки импульсы должны иметь знаки, опре-
деляющие направление фрезы на заготовку или от нее. Чтобы осу-
ществить линейную интерполяцию, определяем разность между
соседними значениями радиуса г в точках А и В, В и Г и т. д.
(рис. 42). После поворота заготовки на угол а фреза из точки А
попадает в точку Б, однако требуется, чтобы фреза попала в точку В.
Для этого сообщаем ей следящую подачу Sc и отодвигаем ее в точку
В и т. д. В результате получается ступенчатая подача. В интерва-
лах дуги ИА следящая подача отсутствует. После того как полу-
чили расчетные данные, т. е
фотоаппарата их переносят
На данной ленте запись
команд осуществляется по
трем дорожкам. На первой
дорожке записана програм-
ма изменения направления
следящей подачи. На этой
дорожке нанесены два цве-
та черточек — светлые и
черные. Светлые черточки
дают команду заготовке
удаляться от фрезы, а чер-
ные — приближаться к фре-
зе. На второй дорожке за-
писана программа управле-
ния частотой изменения
подачи. Третья дорожка
отражает программу управления величиной подачи. Представле-
ние о работе вертикально-фрезерного станка и его исполнительных
механизмов можно получить, рассматривая схему, показанную
на рис. 43.
Заготовку 14 устанавливают и закрепляют на столе станка.
Стол приводится во вращение с помощью электродвигателя 3,
через зубчатые колеса вращается вал, далее находящийся на валу
червяк вращает червячное колесо, закрепленное на столе, и стол
осуществляет вращение с постоянной скоростью. Для осуществления
продольного перемещения стола служит электродвигатель 10,
который через зубчатые колеса и электромагнитные муфты 9 и 11
приводит во вращение винт 12. В зависимости от включения электро-
муфты 9 и И заготовка отходит от фрезы и наоборот. Но так как
с помощью анкерных устройств и колес 4 и 5 винт заторможен, муфта
проскальзывает. Но как только с кинопленки поступили командные
импульсы на электромагниты 1 и 2, произойдет качание анкерного
устройства, а следовательно, и вращение винта 12 на угол между
двумя зубцами анкерных колес 4 и 5. Величина продольной подачи
стола зависит от шага зубьев анкерных колес. Анкерное колесо 5
77
имеет крупный зуб, а 4 — мелкий зуб. Включение того или иного
анкера производится с помощью специального реле, импульс кото-
рого поступает через фотоэлектрические датчики /5, получившие
сигнал от движущейся кинопленки, далее на усилитель 16, откуда
команда поступает на узел исполнительных механизмов. Связь
винта 12 с анкерными колесами 4 и 5 осуществляется с помощью
дифференциала К и его зубчатых колес 6, 7 и 8. В данной системе
Узел программы
Рис. 43. Схема цифрового программного управления, установлен-
ная на вертикально-фрезерном станке
управления имеется обратная связь, которая обеспечивает переме-
щение стола в соответствии с командными импульсами. С левой сто-
роны винта 12 находятся два зубчатых диска, по количеству зубьев
они равны анкерным колесам 4 и 5. С этими зубчатыми дисками
связаны датчики обратной связи 13, Если был подан импульс, но
винт подачи 12 по каким-либо причинам не повернулся, датчики
обратной связи подают сигналы в узел управления, происходит
корректировка вследствие дополнительного срабатывания анкер-
ного устройства и вращения винта подачи 12,
§ 4. СИСТЕМА ЧИСЛОВОГО ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ
ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА МОД. ОФ-41
Бесконсольный вертикально-фрезерный станок мод. ОФ-41, из-
готовленный на Одесском заводе им. Кирова, имеет продольный стол
и поперечные салазки, которые совершают продольное и поперечное
перемещение. Вертикальное перемещение производит фрезерная
78
головка. В данном станке невозможно включить одновременно три
и даже два движения и они осуществляются только попеременно.
Перемещение салазок производится посредством самостоятельного
для каждых из них гидравлического поршневого двигателя. И в за-
висимости от положения плунжера электрогидравлического золот-
ника меняется скорость перемещения салазок. Отсчет величины
перемещения салазок осуществляется двумя датчиками обратной
связи. Один из них ведет грубый отсчет действительного перемеще-
ния, измеряя отрезки пройденного пути величиной больше 1 мм,
второй — точный отсчет действительных перемещений, измеряя
отрезки перемещения величиной меньше 1 мм. По заводским дан-
ным, погрешность остановки по команде автоматического управле-
ния не превышает 0,08 мм, а при повторной остановке точность
находится в пределах 0,03 мм. Программирование осуществляется
посредством панели с переключателями. На панели имеется 20 рядов
переключателей. Но так как каждый ряд соответствует одному
определенному этапу технологического цикла, то наличие 20 рядов
позволяет составлять программу технологического цикла, состоя-
щего из 20 этапов с различными параметрами. В каждом ряду
панели имеется восемь переключателей: три — для установки
величины грубого перемещения, два — для установки величины
точного перемещения, один — для выбора салазок и направления
их перемещения, один — для выбора скорости перемещения и
один — для выбора цикла работы. При нажиме на пусковую кнопку
начинается перемещение соответствующих салазок. Перемещение
салазок происходит в направлении и со скоростью, которые опре-
деляются положением переключателей 9 и 10 (рис. 44) [4].
Величина перемещения задается: грубая — переключателями
13, 14, 16 (единицы, десятки и сотни миллиметров), точная — пере-
ключателями 7 и 8 (десятые и сотые доли миллиметра). Для отсчета
грубого перемещения служит электромеханический трехразрядный
счетчик. Валик 25 этого счетчика связан с салазками 1 через зуб-
чатое колесо 3 и рейку 2, которая неподвижно закреплена на салаз-
ках. На валике 25 жестко посажен диск 23, к которому присоеди-
нена щетка. В процессе вращения валика и диска щетка скользит
по контактам неподвижного диска 24. С помощью зубчатой пере-
дачи 17 валик 25 передает вращение втулке а, несущей диск 21.
Щетка диска 21 скользит по контактам неподвижного диска 22.
Зубчатая передача 18 передает вращение от втулки а втулке б,
несущей диск 19. Щетка диска 19 скользит по контактам неподвиж-
ного диска 20. Передаточное отношение зубчатых колес подобрано
так, что в результате одного оборота валика 25 диск 19 повернется
на оборота, а диск 21 — на оборота. Контакты дисков 20,
22 и 24 электрически связаны с соответствующими клеммами пере-
ключателей 13, 14, 16. Электрическая цепь от линейного провода
проходит через диски 23 и 24, переключатель 13, диски 21 и
7ft
Рис. 44. Схема управления вертикально-фрезерного станка мод. ОФ-41
22, переключатель 14, диски 19 и 20, переключатель 16, исполни-
тельное устройство 15 к линейному проводу Л2. Эта цепь замы-
кается при условии, когда щетки дисков 19, 21 и 23 окажутся на
соответствующих контактах дисков 20, 22 и 24, которые электри-
чески связаны с заданными клеммами переключателей. На рис. 44
представлены переключатели, которые занимают положение, соот-
ветствующее заданному перемещению, равному 458 мм.Для замы-
кания приведенной электрической цепи необходимо, чтобы щетки
оказались одновременно на контактах; восьмом — диска 24, пя-
том — диска 22 и четвертом — диска 20. После этого исполнитель-
ное устройство 15 (реле) присоединит сравнивающее устройство 12
к катушкам двух индуктивных полудатчиков 26 и 28, которые
охватывают винт 27. Винт вместе с салазками осуществляет посту-
пательное движение. Переключатели 7 и 8 устанавливают положе-
ние винта относительно полудатчиков, при котором сигнал рассо-
гласования равен нулю. При повороте переключателей 7 и 8 вклю-
чаются различные сопротивления. Один из переключателей служит
для установки целых миллиметров, второй — сотых долей милли-
метра.
Сигнал рассогласования направляется к распределителю И, от
которого командный сигнал поступает в соленоид 6, устанавливаю-
щий плунжер золотника 5 в нужное положение. Масло от насоса
подается в левую или правую полости цилиндра 4, при этом про-
изводительность регулируется с помощью дросселя.
При установлении необходимого положения салазок 1 сигнал
рассогласования будет равным нулю, доступ масла в цилиндр 4
прекращается, а следовательно, поршень со штоком и присоединен-
ные к штоку салазки 1 останавливаются. Шаговый искатель при-
соединяет к сети следующий ряд штекерного программоносителя,
и работа станка возобновляется.
Глава V
ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТОКАРНО-
ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
^Токарно-винторезные станки предназначены для наружного
обтачивания цилиндрических, конических и фасонных поверхностей,
обработки цилиндрических, конических и фасонных отверстий,
нарезания резьбы и обработки торцовых поверхностей. Таким обра-
зом, на токарно-винторезных станках можно обрабатывать поверх-
ности вращения и поверхности, перпендикулярные им^ Если же на
станке использовать дополнительные специальные устройства, как,
например, шлифовальные, фрезерные головки и др., номенклатур-
ность выполняемых работ на них, а значит, и универсальность зна-
чительно расширятся.
§ 2. ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОГО СТАНКА
И ИХ НАЗНАЧЕНИЕ
На рис. 45 показан общий вид универсального токарно-винто-
резного станка мод. 1К62. Станок состоит из следующих узлов:
а) станины /, являющейся базой для монтажа всех остальных
узлов станка;
б) передней бабки //, предназначенной для размещения в своем
корпусе механизма коробки скоростей, осуществляющей вращение
шпинделя с заданным числом оборотов, на котором в центрах, в па-
троне или планшайбе устанавливается обрабатываемая деталь;
в) коробки подач ///, предназначенной для передачи движений
от шпинделя или другого источника движения к исполнительному
механизму станка — суппорту; связывающим звеном между короб-
кой подач и суппортом служит ходовой валик, предназначенный
для перемещения резца при обработке резанием, и ходовой винт для
нарезания резьбы;
г) суппорта IV, несущего резцедержатель с резцом;
д) фартука V, предназначенного для преобразования враща-
тельного движения ходового валика и ходового винта в поступа-
тельное движение суппорта;
е) задней бабки VI, служащей для установки центра, поддер-
живающего обрабатываемую деталь. Кроме того, в отверстие пиноли
82
устанавливают сверла, зенкера, развертки для обработки отвер-
стий в деталях, закрепленных в патроне шпинделя станка;
ж) привод быстрых перемещений суппорта VII, способствую-
щего сокращению времени при холостых перемещениях суппорта;
з) шкафа с электрооборудованием VIII.
Рис. 45. Токарно-винторезный станок мод. 1К62:
Узлы станка: 1 и 4 — рукоятки управления коробкой скоростей; 2 — рукоятка пере-
ключения звена увеличения шага; 3 — грибок управления реверсом для нарезания
правых и левых резьб; 5 — маховичок ручного продольного перемещения суппорта;
6 — ползунок с пуговкой для включения и выключения реечного зубчатого колеса
фартука; 7 — рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 8 — кнопочная
станция; 9 — рукоятка ручного перемещения верхней части суппорта; 10 — кнопка
включения быстрых перемещений суппорта; 11 — рукоятка включения, выключения
и реверсирования продольной и поперечной подач суппорта; 12 и 14 — рукоятки вклю-
чения и реверсирования вращения шпинделя; 13 — рукоятка включения маточной
гайки фартука; 15 и 16 — рукоятки управления коробкой подач
Станок является универсальным и применяется в условиях инди-
видуального и малосерийного производства и предназначен для
выполнения разнообразных токарных работ.
§ 3. НАСТРОЙКА СТАНКА
Настройкой станка называется кинематическая подготовка по-
следнего к выполнению заданной обработки детали по установлен-
ным режимам резания согласно разработанному технологическому
процессу. Для выполнения этой задачи вначале производят на-
стройку отдельных кинематических цепей станка (цепи главного
движения и цепи подач), а затем устанавливают в определенное
положение органы управления (рукоятки коробки скоростей и
коробки подач) для получения требуемой скорости резания и вели-
чины подач, копиры, сменные зубчатые колеса и т. д.
83
Рис. 46. Кинематическая схема токарно-винторезного станка мод. 1К62
Главное движение. От электродвигателя с п = 1450 об/мин
(рис. 46) через клиноременную передачу с диаметром шкивов
d --= 142 и 254 мм вращается вал /. На валу I свободно находятся
зубчатые колеса г =• 56 и 51 для прямого вращения шпинделя,
а г = 50 для обратного. Включение прямого или обратного хода
шпинделя осуществляется фрикционными муфтами Фх и Ф2, которые
соединены с валом / при помощи шлицев. Вал II получает две пря-
мых скорости вращения через зубчатые колеса z = 56 и 34 или 51
и 39. Далее при помощи зубчатых колес г = 29 и 47 или 21 и 55
или 38 и 38 получает вращение вал III; с вала III через зубчатые
колеса г = 65 и 43 приводится во вращение шпиндель VI. Для
осуществления минимальной скорости вращения шпинделя поль-
зуются перебором. Цепь минимального числа оборотов шпинделя VI,
когда включен перебор, начинается от вала ///, через зубчатые
колеса г = 22 и 88, вал IV, зубчатые колеса z = 22 и 88 или z = 45
и 45 и, наконец, зубчатые колеса z — 27 и 54. Минимальное и
максимальное числа оборотов шпинделя при прямом вращении
определяются из уравнения
1ЛСЛ Л пог 142 51 21 22 22 27 1ПС-
пшп min — 1450 • 0,985 254 • * 55 ‘ gg ’ gg' 54 — ^,5 об мин;
Пшп тах = 1450- 0,9851g • • g • g = 2000 об, мин.
В зависимости от вариантов включения блочных зубчатых колес
в коробке можно получить всего 24 ступени оборотов.
Движение подач. Движение подач при нарезании резьбы осу-
ществляется от шпинделя VI. Движение от шпинделя VI через
зубчатые колеса z =- 60 и 60 передается валу VII. Далее на вал VIII
прямое вращение передается через зубчатые колеса z = 42 и 42,
а обратное — через зубчатые колеса z -- 35, 28 и 35. И в том и в дру-
гом случае движение вала VIII передается на сменные зубчатые
колеса гитары z = 42, 95 и 50, на вал /X, откуда зубчатыми коле-
сами г = 35 и 35 на вал X, зубчатыми колесами z = 28 и 25, z — 36
и 40 на вал X/, зубчатыми колесами z — 35 и 28, z = 28 и 35 на
вал XII, зубчатыми колесами z = 18 и 45 на вал XIII и, наконец,
зубчатыми колесами z = 15 и 48 на ходовой винт XV.
В коробке скоростей имеется звено увеличения шага резьбы.
Для получения увеличенных шагов резьб необходимо двойной
блок z = 60 и 45 вала VII пережать вправо до зацепления зубчатого-
колеса этого блока с колесом z = 45 вала ///и тогда число оборо-
тов вала по отношению к шпинделю будет увеличено в 16 или 4 раза,
при этом шпиндель должен вращаться через передачу z = 27 и 54.
Тогда все остальные передачи и ходовой винт будут вращаться
ускоренно в 32, в 8 или в 2 раза в зависимости от включения блоков
г = 88 — 45 и z = 22 — 45 на валу IV.
85
При нарезании нормальной метрической резьбы уравнение кине-
матической цепи имеет вид
, < ~ 60 42 42 95 | 26 128 I 32 I 36 i 40 I 44 I 48 !
t = 1 Об. ШП ый. 95 • go - '-1
(конус шестерен 26, 28, 32, 36, 40, 44, 48 является ведущим). При
нарезании дюймовой резьбы уравнение кинематической цепи имеет
вид
_ 1 60 42 42 95 35 37 28 36
60 42 95 50 ’ 37 35 25 | 26 j 28 | 32 | 36 | 40 1 44 ) 48 | X
35 28
Х 28 ‘ 35
L8
45
28
35
15
48
35
28
X. в>
где t — шаг нарезаемого винта; tx в — шаг ходового винта.
При помощи сменных колес гитары, если гитара имеет переда-
42 95
точное отношение гг — gg-gQ, можно нарезать метрическую и дюй-
мовую резьбу, а также и осуществлять подачу на ходовой валик,
64 95 х
а при i2 — gg • д? — модульную и питчевую резьбу.
Продольная подача при точении с помощью ходового валика
осуществляется от шпинделя VI через зубчатые колеса z = 60 и 60,
вал VII, зубчатые колеса z = 42 и 42, вал VIII, зубчатые колеса
гитары z — 42, 95 и 50, вал IX, зубчатые колеса z = 35, 37 и 35,
вал X, зубчатые колеса z = 28 и 25, z — 36 и 44, вал XI, зубчатые
колеса z = 35 и 28, г = 28 и 35, вал XII, зубчатые колеса z 28
и 35, вал XIII, зубчатые колеса z — 15 и 48, вал XIV, далее зуб-
чатые колеса z — 28 и 56 и ходовой валик XVI, От ходового валика
движение передается через зубчатые колеса z = 27, 20 и 28,
вал XVII, четырехзаходный червяк и червячное колесо z = 20,
вал XVIII, зубчатые колеса z = 40 и 37, вал XIX, зубчатые ко-
леса z = 14 и 66, вал XX, зубчатое реечное колесо z = 10 на рееч-
ную передачу.
Уравнение цепи продольной подачи при точении
_ . 60 42 42 95 35 37 28 36 35 28 28 15
Snp — 1 Ой. ШП. ед ’ 42 * 95 ’ 50 ’ 37 ’ 35 ‘ 25 ’ 44 ’ 28 ’ 35 ’ 35 ’ 48 Х
28 27 20 4 40 14 ~
Х 56 ’ 20 * 28 ’ 20 ’ 37 ‘ 66 ‘ ОтЛ мм/об‘
86
Для осуществления поперечной подачи суппорта необходимо
включить муфту, находящуюся на валу XXI, и через зубчатые
колеса будет вращаться винт поперечной подачи XXII, который и
перемещает суппорт.
Быстрое перемещение суппорта происходит от отдельного элек-
тродвигателя мощностью N = 1 кет с п = 1410 об/мин. На ходо-
вом валу XVI имеется муфта обгона Мо, которая дает возможность
не включать цепь рабочего движения при включении ускоренного
перемещения суппорта. Быстрое перемещение суппорта осуще-
ствляется по цепи
v = 1410 ~ • 0,985 • S S • S • й 10,3 = 3360 мм/мин.
1т/ 3/ 03
§ 4. НАЛАДКА СТАНКА
Наладкой станка называется подготовка его к выполнению опре-
деленной работы по изготовлению детали в соответствии с установ-
ленным технологическим процессом.
Наладка предусматривает установку и закрепление обрабаты-
ваемой детали (заготовки) и режущего инструмента непосредственно
на станке или в приспособлении; подвод смазочно-охлаждающей
жидкости в рабочую зону и смазку станка перед началом обработки,
а также выполнение ряда других подготовительных операций.
Рассмотрим способы установки и закрепления обрабатываемой
детали на токарно-винторезном станке и применяемые для этой цели
приспособления. Самым распространенным способом установки об-
рабатываемой детали является установка ее на центрах станка,
которые, в свою очередь, устанавливаются в конических гнездах
шпинделя передней бабки и пиноли задней бабки. В зависимости
от формы и размеров обрабатываемых в центрах деталей применяют
и соответствующую конструкцию центров. При обработке обычных
валов применяют центра, показанные на рис. 47, а, а если необхо-
димо подрезать торец заготовки, применяют срезанный центр
(рис. 47, б). Для обточки заготовок малого диаметра, когда не пред-
ставляется возможным изготовить центровочные отверстия в заго-
товке, применяется обратный центр (рис. 47, в). При работе с боль-
шими скоростями обычные центра сильно нагреваются и выходят
из строя, в этих случаях центр, устанавливаемый в задней бабке,
заменяют на вращающийся (рис. 47, г). Для передачи вращения от
шпинделя обрабатываемой детали, установленной на центрах,
используют поводковый патрон (рис. 47, д) и хомутик. При нареза-
нии многозаходной резьбы применяют поводковый патрон с деле-
ниями (рис. 47, е). При обточке длинных валов, имеющих отношение
длины к диаметру ^^>15, используют люнеты. Люнеты бывают
подвижные (рис. 47, ж), устанавливаемые и укрепляемые на ка-
ретке суппорта станка и перемещающиеся вместе с кареткой по
87
направляющим станины, и неподвижные (рис. 47 з), которые уста-
навливаются и закрепляются непосредственно на станине станка.
Для закрепления коротких симметричных обрабатываемых деталей
применяются двух- и трехкулачковые самоцентрирующие патроны
(рис. 47, и), а для закрепления несимметричных деталей — четы-
рехкулачковые патроны (рис. 47, к).
Для закрепления заготовок относительно отверстия применяют
центровые и разжимные оправки (рис. 48). Для закрепления деталей
несимметричных (корпуса, рычаги) применяют планшайбы с уголь-
ником или с регулируемым пальцем.
Обработка конусов. Формообразование конических поверхно-
стей на токарно-винторезном станке осуществляется следующими
способами: 1) с помощью широкого резца; 2) поворотом верхней
части суппорта; 3) поперечным смещением задней бабки; 4) с по-
мощью копировальной линейки; 5) с помощью одновременного
включения двух подач.
Первый способ (рис. 49 а). Это способ применяется* при обра-
ботке конических поверхностей с длиной образующей не более
.88
15—20 мм, при больших углах уклона и невысоких требованиях
к точности и шероховатости поверхности. Обработка производится
резцом, режущая кромка которого установлена под требуемым углом
по отношению оси. Применяется два варианта обработки — точение
при поперечной и продольной подачах резца.
Второй способ. Резцовые салазки суппорта устанавливают
под углом а к осевой линии центров станка. Обработка конуса
осуществляется при ручном перемещении салазок, либо при помощи
механической подачи, если таковая имеется на станке. Этот способ
дает возможность обрабатывать наружные и внутренние конуса
небольшой длины с любыми углами уклонов.
Рис. 48. Приспособления к токарно-винторезным станкам
Третий способ. Корпус задней бабки смещают при помощи
винта в поперечном направлении относительно оси шпинделя станка
на величину h, следовательно, ось заготовки с осью шпинделя обра-
зует угол а (рис. 49, б). Величина смещения бабки рассчитывается
по формуле h = L tg а,
h — L tga,
или
, D — d L
Этот способ можно применять при обработке конических поверх-
ностей с небольшими углами уклонов.
Четвертый способ. Этот способ связан с установкой на станке
специального устройства — копирной линейки, схема которой по-
казана на рис. 49, г. Кронштейны 1 закреплены с задней стороны
станины станка 2. На кронштейнах укрепляется линейка 3, которая
может быть установлена под требуемым углом наклона а к оси
центров станка. Для наладки станка на обтачивание конуса необ-
ходимо вывернуть винт поперечной подачи и отсоединить попереч-
ные салазки суппорта от нижней каретки. Затем поперечные салазки
суппорта 5 соединить с ползушкой 4, При перемещении суппорта
89
в продольном направлении — вдоль станины, резец совершает как
продольное, так и поперечное перемещение вследствие движения
ползушки 4 по линейке 3. Данный способ дает возможность обра-
батывать заготовки с углом а = 04-12°, причем длина заготовки
должна быть не более длины линейки. Угол поворота линейки
равен углу уклона конуса. Если шкала линейки имеет миллиме-
г)
Рис. 49. Обработка конусов на токарно-винторезном станке
тровые деления, то величина поворота линейки определяется по
формуле:
, Н D — d
h — --------,
2 е *
ИЛИ
h = H tg а,
где Н — расстояние от оси вращения линейки до ее торца.
Используя специальные устройства, на токарно-винторезном
станке можно обрабатывать различные заготовки, как-то: обработку
сферических поверхностей, ступенчатых валиков и др.
Пятый способ. При этом способе применяется одновременное
включение двух подач (рис. 49, в) — верхней резцовой каретки sK
и продольной подачи суппорта snp. Результирующая подача резца
s = snp + sK. Данный способ возможен на тех станках, у которых
верхняя резцовая каретка имеет механическую подачу. Угол рез-
цовой каретки определяется из уравнения
Р = а + arcsin (Л sin а),
90
откуда
- snp ,
А =— = const,
SK
где a — угол наклона образующей конуса;
А — отношение продольной подачи суппорта к подаче резцо-
вой каретки.
Устройства для получения размеров подлине. Наиболее простым
устройством, ограничивающим продольные подачи, являются упоры.
Продольные упоры закрепляют на станине станка. Продольная по-
дача при использовании упоров выключается вручную или авто-
матически.
Наладка станка на получение заданных диаметральных раз-
меров. Для установки резца на диаметральный размер необхо-
димо учитывать износ резца и деформацию технологической си-
стемы деталь — станок — инструмент и нагрев резца и детали
станка при обработке. Опыт работы показывает, что резец сле-
дует устанавливать так, чтобы он подходил к нижней границе поля
допуска обрабатываемого диаметра. Для осуществления быстрой
установки резца на станке, изготовляют эталон детали и уста-
навливают его в центрах токарно-винторезного станка. По этому
эталону устанавливается и закрепляется резец. Чтобы уменьшить
простой станка в процессе его наладки, применяют для установки
на станке специальные взаимозаменяемые блоки, в которые закреп-
ляют резцы или другой инструмент по шаблону. В связи с тем, что
в комплекте имеется несколько блоков, установку резца в блок
можно осуществлять вне станка. Станок останавливают только на
период смены блока. Малая затрата времени на переустановку блока
значительно повышает производительность станка. Применяются
также регулируемые резцы, которые настраиваются по приборам,
а приборы — по концевым мерам. По такому же принципу произ-
водят настройку резца или другого инструмента в блоке.
Нарезание многозаходных резьб. При делении заготовки для
нарезания многозаходных резьб необходимо: остановить главный
электродвигатель, включить фрикцион прямого хода, патронным
ключом вращать вал шкива против часовой стрелки до совпадения
риски 60 на кольце с риской на фланце; в конце снять натяг в зуб-
чатых колесах; рукоятку коробки скоростей установить в положение
«Деление многозаходных резьб»; вращать шкив против часовой
стрелки так, чтобы кольцо повернулось при двух заходах на 30 ри-
сок, при трех — на 20, четырех — на 15 и т. д.; рукоятку коробки
скоростей необходимо установить в прежнее положение и вынуть
ключ. При этом происходит деление заготовки при нарезании много-
заходных резьб на станке 1К62.
Обработка фасонных поверхностей. Сложные фасонные поверх-
ности состоят из криволинейных сферических поверхностей и их
сочетаний. Обработка фасонных поверхностей на токарно-винторез-
91
ных станках может осуществляться несколькими методами, к ним
относятся:
1. Получение фасонных поверхностей простым резцом при про-
дольной и поперечной ручной подачах.
2. Обработка поверхности фасонными резцами. Обрабатываемые
поверхности обычно небольшой длины. Стержневые фасонные резцы
имеют ширину до 160 мм, а круглые и призматические до 60 мм.
Фасонными резцами можно обрабатывать как наружные, так и
внутренние поверхности.
3. Обработка при помощи поворотных приспособлений про-
стыми резцами. Этот способ применяют при обработке радиусных
и сферических поверхностей средних размеров. Приспособления
бывают стационарные в виде поворотных столов и съемные в виде
оправок и резцедержателей. К стационарным приспособлениям
относятся как специальные, так и универсальные поворотные столы
с перемещающимися по ним в радиальном направлении резцедер-
жателями. Эти столы устанавливаются на станке вместо резцедер-
жателя или на станине станка. Вращение стола вокруг своей оси
осуществляется при помощи зубчатого колеса и рейки. При этом
вершина резца перемещается по дуге окружности, в результате
чего на детали получается фасонная поверхность. Величина радиуса
этой окружности регулируется перемещением резцедержателя или
вылетом резца.
4. Обработка фасонных поверхностей с помощью копировальных
устройств. Этот способ нашел широкое применение. Копировальная
линейка устанавливается на кронштейне сзади станины токарно-
винторезного станка. Винт поперечных салазок удаляется. Салазки
соединены с копировальной линейкой при помощи ролика. При
продольной подаче суппорта ролик катится по направляющей копи-
ровальной линейки и сообщает резцу дополнительное движение
в поперечном направлении. В результате двух движений на поверх-
ности детали образуется фасонная поверхность, идентичная фасон-
ной поверхности линейки. Обработка фасонных поверхностей может
быть осуществлена и рядом других методов.
§ 5. КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ СТАНКА
Коэффициентом полезного действия (к. п. д.) станка называется
отношение полезной мощности станка, затраченной на обработку
заготовки, к общей потребляемой мощности станком при устано-
вившемся режиме работы. К. п. д. выражается формулой
или
_ N __ 1
Л -- кЛп.сЛ*. П9
92
где N — полезная мощность станка в кет;
2V0 — полная мощность, подведенная к станку, в квпг\
Nc — мощность, затрачиваемая на преодоление вредных со-
противлений в механизмах станка, в кет.
Среднее значение к. п. д. для токарно-винторезных станков
т) = 0,8 0,9. Среднее значение к. п. д. кинематической пары
зубчатой передачи равно т]зл = 0,98; червячной пары т)ч п =
= 0,75 ч- 0,96; ременной передачи т|р. п = 0,98; подшипников каче-
ния г]п./с = 0,995; подшипников скольжения = 0,97; трущихся
плоских поверхностей r)rt4 п — 0,85 4- 0,9. Вышеперечисленные по-
тери на трение необходимо учитывать при расчетах мощности, так
как они составляют значительную долю потери энергии в передачах
станка.
§ 6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫХ СТАНКОВ
В процессе эксплуатации токарно-винторезных станков необ-
ходима регулировка некоторых узлов. Это необходимо для сохра-
нения первоначальной точности станка и предупреждения прежде-
временного износа отдельных деталей и выхода станка из строя.
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся неполадки в токарных
станках и применяемые необходимые меры по их устранению.
Узел коробки скоростей. Передняя конусная шейка шпинделя
вращается в специальном регулируемом двухрядном роликовом
подшипнике, а задняя — в двух радиально-упорных шариковых
подшипниках (рис. 50). Осевая нагрузка на шпиндель восприни-
мается радиально-упорными шариковыми подшипниками задней
опоры. |Для выбора зазора передний подшипник регулируется.
Для этого нужно ослабить стопорный винт 3 в гайке 5; при помощиГ
гайки 5 подтянуть внутреннее кольцо подшипника 4, после чего
затянуть стопорный винт 3. Но так как наружный диаметр гайки 5
меньше диаметра отверстия наружного кольца подшипника 4, раз-
борка и снятие шпинделя из коробки скоростей возможны без нару-
шения регулировки переднего подшипника. Наружные кольца
радиально-упорных подшипников задней опоры устанавливаются
до упора завертыванием гайки 2. Удаление осевого зазора (люфта)
производится с наружной стороны гайкой 6 через тепловой компен-
сатор 1. Натяг производится вращением гайки 6 на угол 18—20°
после того, как в стыках подшипников выбраны зазоры. При раз-
боре шпиндельного узла гайка 2 не вывертывается.(Так удаляется
люфт шпинделем и подшипниками, при наличии которого поверх-
ность обрабатываемых деталей получается плохого качества и вызы-
ваются дополнительные вибрации станка, что значительно умень-
шает срок службы деталей и узлош/
Вторым ответственным механизмом в корпусе передней бабки
является фрикционная муфта. ^Если в процессе работы станка под
нагрузкой вращение шпинделя замедляется, это значит, что фрик-
93
ционная муфта немного сработалась и возникает проскальзывание
дисков. В это время вследствие трения между дисками фрикциона
происходит сильное тепловыделение, что приводит к повышенному
Рис. 50. Опоры шпинделя
Рис. 51. Гайка поперечного суппорта
Рис. 52. Установка и выверка зад-
ней бабки
износу дисков. Регулирование фрикционной муфты при проскаль-
зывании дисков осуществляется с помощью круглой гайки, которая
навинчена на кольцо, посаженное на валу.
Если при выключении фрикциона и включении станка шпиндель
станка периодически проворачивается, это значит, что нужно
94
отжать круглую гайку, так как диски не имеют достаточного зазора.
Проворачивание шпинделя при выключении фрикциона может быть
также и по причине слабого тормоза, который необходимо отрегу-
лировать]
Узел станины. Для увеличения срока службы базовой детали —
станины необходимо ее тщательно ограждать от попадания стружки,
а особенно абразивной пыли^Для этой цели применяют специальные
защитные устройства направляющих, а также отсасывающую вен-
тиляцию. После окончания смены станину необходимо очистить от
стружки и пыли с последующей ее смазкой. Необходимо периоди-
чески проверять износ направляющих станины по контрольной
линейке.
Узел суппорта и салазок. Устранение мертвого хода винта 1
(рис. 51) поперечного перемещения суппорта, возникающего при
износе гайки 2, может быть осуществлено с помощью подтягивания
клина 3 крепежным винтом 4. При этом обе половинки гаек 2 и 5
разжимаются с помощью клина 3 и зазор между винтом и гайкой
будет выбран. Суппорт и салазки имеют клинья и прижимные
планки, с помощью которых осуществляется компенсация износа
направляющих. Это сокращает объем ремонтных работ в резуль-
тате того, что их можно не менять на протяжении нескольких ре-
монтов.
Узел задней бабки. В процессе эксплуатации станка очень
часто необходимо перемещать заднюю бабку вдоль станины, а также
перпендикулярно оси шпинделя станка, как, например, при об-
точке конусов. При перемещении вдоль станины износ направляю-
щих задней бабки незначительный, и это устраняется только при
среднем и капитальном ремонте станка. Перемещение центра задней
бабки относительно центра передней в горизонтальной плоскости —
явление частое. Для совпадения осей центров передней и задней
бабок совмещают плоскости платиков 1 (рис. 52), находящихся на
корпусе задней бабки 2 и мостике 3. После установки и закрепления
задней бабки для выполнения на станке точных работ параллель-
ность осей проверяют при помощи контрольной оправки, установ-
ленной на центрах станка. Индикатор закрепляют на суппорте,
измерительный стержень его подводят к оправке, и при перемеще-
нии вдоль ее оси определяют соосность шпинделя и пиноли задней
бабки.
Глава VI
ТОКАРНО-ЗАТЫЛОВОЧНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОЦЕССА
ЗАТЫЛОВАНИЯ
Токарно-затыловочные станки предназначаются для обработки
задней поверхности зубьев инструментов: цилиндрических, чер-
вячных, дисковых и тому подобных фрез, а также метчиков с пря-
мыми и винтовыми канавками. На рис. 53, а показана дисковая
модульная фреза. Для затылования этой фрезы необходимо, чтобы
Рис. 53. Основные методы затылования
резец 1 за один оборот шпинделя станка совершил столько же двой-
ных ходов, сколько зубьев у фрезы. После каждого полного оборота
шпинделя, а следовательно, и обрабатываемой фрезы производится
подача суппорта с резцом в направлении фрезы вручную.
На рис. 53, б показана схема затылования червячной фрезы. В дан-
ном случае на станке осуществляются следующие движения: а) вра-
щение обрабатываемой фрезы; б) возвратно-поступательное радиаль-
ное и равномерное продольное движение резца, равное шагу винта
за один оборот фрезы. Задача процесса затылования заключается
в том, чтобы образовать на каждом зубе червячной фрезы, рас-
положенном на винтовой линии, затылованную поверхность.
96
На рис. 53, в, г представлена цилиндрическая фреза с прямыми и
винтовыми зубьями. В данном случае фреза совершает вращатель-
ное движение, а резец — сложное возвратно-поступательное дви-
жение в радиальном направлении и продольное перемещение вдоль
оси обрабатываемой фрезы.
§ 2. ТОКАРНО-ЗАТЫЛОВОЧНЫЙ СТАНОК МОД. К96
Токарно-затыловочный станок, общий вид которого показан на
рис. 54, предназначен для затылования зубьев червячных модуль-
ных фрез, дисковых модульных и фасонных фрез, а также затыло-
вания метчиков. Кроме того, на станке можно производить все-
Рис. 54. Токарно-затыловочный станок мод. К96
Узлы станка: А — передняя бабка с коробкой скоростей; Б — затыловочный суппорт;
В — задняя бабка; Г — станина станка; Д — основание станка; Е — фартук; Ж — привод
затылования и деления; 3 — гитара подач и резьбы Органы управления: / — рукоятка
реверсирования продольного перемещения фартука с суппортом; 2 — рукоятка включения
звена увеличения шага; 3 и 4 — рукоятки управления коробкой скоростей; 5 — рукоятка
управления перебором; 6 — маховичок ручного продольного перемещения суппорта;
7 — рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта; 8 — рукоятка ручного переме-
щения верхней части суппорта; 9 — рукоятка включения и выключения маточной гайки
ходового винта; 10 — рукоятка зажима пиноли задней бабки; 11 — рычаг закрепления
задней бабки на станине станка; 12 — маховичок ручного перемещения пиноли задней
бабки; 13 и 14 — рукоятки включения.выключения и реверсирования вращения шпинделя
возможные токарные работы: точение наружной и внутренней по-
верхностей, нарезание резьбы и т. д. Применяя специальные устрой-
ства, на станке можно производить шлифование задней поверх-
ности зуба у затылованных инструментов.
Главное движение. На рис. 55 показана кинематическая схема
станка. Главное движение, т. е. вращение шпинделя V осуществ-
4 А. И. Лисовой 97
Рис. 55. Кинематическая схема токарно-за-
тыловочного станка мод. К96
ляется от двухскоростного фланцевого электродвигателя с числом
оборотов п — 700 при рабочем ходе и 1400 об/мин при обратном.
Вращение вала электродвигателя передается на зубчатые колеса
z = 26 и 73, вал /, далее передача движения осуществляется одним
из двух блоков (z = 41 и 41, 34 и 48, 22 и 60, 28 и 54) на вал //,
зубчатые колеса z = 50 и 65, полый вал /7/, откуда с помощью зуб-
чатых колес z = 65 и 65 или г = 26 и 104 на вал 71/, что зависит от
положения муфты на валу 71/, и, наконец, зубчатые колеса z ~ 20
и 80 приводят во вращение шпиндель V. Таким образом, число обо-
ротов (минимальное) шпинделя определяется по следующему урав-
нению кинематической цепи:
nmin = 700-73-ед-ёз’ущ-эд об/мин или nmin = 4,5 об!мин.
Движение подач. Передача осуществляется от шпинделя V с
помощью широкого зубчатого колеса г = 35 с двусторонней кулач-
ковой муфтой, колесо z = 35 свободно перемещается по шпин-
делю V, в левом своем положении оно получает вращение от шпин-
деля V, а в правом положении — от гильзы 777. Далее движение
передается через реверсивный механизм, имеющий зубчатые колеса
z = 35 и 30, 30 и 35, вал V/, гитару сменных зубчатых колес а и 6,
с и d, вал VIII на ходовой винт, который перемещает суппорт при
включенной маточной гайке. Уравнение подачи при нарезании
(или затыловании) резьбового инструмента с резьбой шага t:
^зб'зб’У d"12,7 ММ'
где in — передаточное отношение перебора, имеющее одно из зна-
« 1 1
чении -т- или .д.
4 16
Если переместить широкое зубчатое колесо z = 35 влево, урав-
нение для подбора сменных колес имеет вид
ас t
При затыловании фрез и других режущих инструментов с круп-
ным шагом широкое зубчатое колесо перемещается вправо, т. е.
включается полумуфта широкого зубчатого колеса с полумуфтой
гильзы III. Тогда уравнение для подбора сменных колес имеет вид
b' d~~tn 12,7 •
Механизм деления. Механизм деления предназначен для сообще-
ния возвратно-поступательного движения суппорту, несущему ре-
зец. Движение осуществляется от шпинделя V через перебор (г = 80
и 20, 65 и 65, или z = 80 и 20, 104 и 26), зубчатые колеса z = 65 и 50
и 39, вал IX, далее зубчатые колеса z = 50 и 54, вал X, зубчатые
колеса z = 54 и 50, вал XI, сменные зубчатые колеса ах и Ьг, (\ и dx,
вал XIII, конический дифференциал, Т-образный вал XIV, цже
4* 99
через муфту обгона Мо, зубчатые колеса z = 29 и 29, вал XV, кони-
ческие зубчатые колеса z - 30 и 30, вал XVI и сидящий на нем
кулачок 1. К кулачку пружиной 2 прижимается ролик 3. Следова-
тельно, вращательное движение кулачка преобразовывается в воз-
вратно-поступательное перемещение поперечных салазок суппорта.
Подбор сменных зубчатых колес делительной гитары осуществляется
так, чтобы при повороте шпинделя на один оборот кулачок / со-
вершал z оборотов (z — число зубьев затылуемой фрезы). Уравне-
ние кинематической цепи деления имеет вид
1 £ 65 50 54 . 29 30__£
1 Тп 39‘ 54 ’ 50 ‘ bt ‘ dx 1даф ’ 29'30 ~
где 1п — передаточное отношение перебора^ или ;
1диФ — передаточное отношение дифференциала, равное у;
К — число рабочих участков кривой (профиля) кулачка.
Подставляя значения 1диф в уравнение, получаем выражение
для подбора сменных колес гитары деления
£1 £i _ 6 Z .
bl"di~~b'Kln’
Механизм дополнительного вращения кулачка применяется при
затыловании режущего инструмента с винтовыми канавками. Если
режущий инструмент — фреза имеет прямые канавки, которые про-
ходят параллельно ее оси, вращение кулачка и возвратно-поступа-
тельное движение резца рассчитываются так, что за время одного
оборота фрезы кулачок делает z оборотов, где z — число канавок
фрезы, при условии, что число рабочих участков кривой кулачка
К — 1. При винтовой форме зубьев, а следовательно и канавок,
в зависимости от направления спирали требуется замедлять или
ускорять вращение кулачка. При левом направлении зубьев фрезы
и движении резца справа налево необходимо ускорять движение
суппорта с резцом, т. е. увеличивать число двойных ходов на один
оборот фрезы. Если продольная подача осуществляется слева
направо, нужно при правом направлении зубьев фрезы ускорять,
а при левом — замедлять возвратно-поступательные движения
резца. За период перемещения суппорта с резцом на длину шага Т
канавки кулачок получает дополнительно ±z оборотов, где ми-
нус — уменьшение числа двойных ходов резца, плюс — увеличе-
ние. Дополнительное движение кулачку 1 сообщается от ходового
винта VIII через конические зубчатые колеса z = 48 и 36, вал XVII,
зубчатые колеса г = 36 и 24, вал XVIII, сменные зубчатые колеса
щ и Ь2, с2 и d2, вал XX, через червячную передачу, трехзаходный
червяк и червячное колесо z = 18, дифференциал, Т-образный
вал XIV, через муфту обгона, зубчатые колеса z = 29 и 29, вал XV,
конические зубчатые колеса z = 30 и 30 и вал XVI. Уравнение
100
кинематической цепи дополнительного вращения кулачка при
подаче от ходового винта имеет вид
Т 48 36 «2 с2 3 . 29 30 £
12,7 ‘ 36 * 24 * b2' d2 * 18 1диф ’ 29 * 30 ’
Если и — тогда уравнение имеет вид
— С2 , ~ 76,2
1доп~ь2 Т >
где Т — шаг винтовой канавки.
К вспомогательным движениям, осуществляющимся вручную,
относятся следующие движения: вращение маховичка 4, вала XXI,
зубчатых колес г — 24 и 64, вала XXII, зубчатого колеса г = 14
по рейке, вследствие чего происходит продольное перемещение суп-
порта. Маховичок 5 служит для ручного вращения привода в про-
цессе наладки станка.
§ 3. НАЛАДКА СТАНКА
От качества наладки станка зависит точность изготовляемого
зуборезного инструмента. Порядок наладки следующий. Наладчик
просматривает качество прилегания и состояние центров в передней
и задней бабках и их соосность. Для проверки соосности центров
применяют контрольную оправку, устанавливаемую между цен-
трами передней и задней бабок станка. Измерительным прибором
служит индикатор, укрепляемый на суппорте так, чтобы его изме-
рительный стержень касался поверхности оправки. Положение
задней бабки регулируют смещением корпуса задней бабки отно-
сительно мостика при помощи винта до получения одинаковых пока-
зателей индикатора у‘переднего и заднего концов оправки, при
этом перемещают суппорт с индикатором вдоль направляющих на
всю длину оправки. Затем производят такое же измерение, но изме-
рительный стержень индикатора смещают на 90°. Погрешность от-
клонений в каждом случае определяется как алгебраическая раз-
ность наибольших показаний индикатора при измерении у обоих
концов оправки. Допустимое отклонение 0,02 мм на длине оправки,
равной удвоенной длине каретки. После того как наладчик убе-
дился, что соосность шпинделя передней бабки и пиноли задней
бабки находится в пределах допустимого размера, проверяют путем
поворота вручную биение оправки по индикатору в трех местах —
у пиноли задней бабки, в центре и у переднего конца шпинделя
передней бабки. Биение оправки не должно ‘ превышать 0,02 мм.
После снятия контрольной оправки со станка устанавливают рабо-
чую оправку на центра и проверяют на биение. Если после проверки
рабочей оправки на станке результаты измерений одинаковы с кон-
трольной, то на нее можно устанавливать подлежащий обработке
инструмент. В противном случае производят дополнительную про-
верку рабочей оправки и выясняют ее погрешность. Когда наладчик
закончил установку инструмента, подлежащего обработке, при-
101
вячной фрезы может быть выполнено с помощью комплекта резцов,
состоящего из двух или трех штук. При затыловании двумя рез-
цами один резец имеет главную режущую кромку, расположенную
параллельно оси обрабатываемой детали. Этим резцом осущест-
вляется затылование верхней части зуба фрезы. Установку ука-
занного резца производят по контрольной оправке. Резец подводят
к оправке, и его главную режущую кромку устанавливают парал-
лельно оси оправки. После закрепления резца производят пробное
затылование. Чтобы проверить установку резца, необходимо на
обработанные места двух соседних зубьев наложить лекальную
линейку. Если между зубом и линейкой не будет зазора, это значит,
что резец установлен верно, а следовательно, необходимо продол-
жать обработку до полного окончания затылования верхней части
зуба. Второй резец имеет две главные режущие кромки, которые
имеют угол при вершине, соответствующий углу впадины обрабаты-
ваемой фрезы. Установку такого резца производят по шаблону.
Тыльная сторона шаблона должна быть прижата к контрольной
оправке, установленной в центрах станка, рабочая же сторона шаб-
лона должна плотно прилегать к двум главным режущим кромкам
резца. После установки и закрепления резца производят обработку
одного бока зубьев фрезы (правого или левого), причем, снимая
минимальный слой припуска. После окончания обработки первой
боковой стороны по шаблону, проверяют ее профиль, принимая за
базу наружную затылованную поверхность фрезы. Если профиль
зуба не соответствует шаблону, резец необходимо установить вновь.
После окончательной обработки одной стороны, не изменяя поло-
жения резца, подводят его ко второй стороне и производят оконча-
тельную обработку впадины фрезы. Контроль осуществляется
с помощью шаблона и зубомера. При обработке фрез тремя резцами
технологический процесс контроля и обработки их такой же, как
и двумя, только после затылования верхней части зуба фрезы про-
изводят установку резцов для обработки боковых сторон зубьев
фрезы. Вначале устанавливают правый резец, а затем левый. Для
шлифования зубьев червячных и других фрез применяется шлифо-
вальное устройство, устанавливаемое на станке. Шлифовальный
круг этого устройства правится на специальной установке, где
кругу придается необходимый профиль. Далее станок настраивается
согласно размерам фрезы, указанным в чертеже. Шлифовальный
круг устанавливается на угол спирали фрезы по лимбу, затем по-
перечные салазки перемещают вручную путем вращения маховика
поперечной подачи до тех пор, пока круг не войдет в контакт с об-
рабатываемой фрезой. Последовательность обработки и измерения
зубьев фрезы в процессе шлифования такая же, как и при обработке
резцами. При наладке станка необходимо особое внимание уделять
его смазке.
ЛОБОВЫЕ И КАРУСЕЛЬНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЛОБОВЫХ СТАНКОВ
Лобовые токарные станки предназначены для обработки деталей
малой длины и больших диаметров, как, например, вагонные ко-
леса, шкивы и др. Заготовки этих деталей обычно устанавливают и
закрепляют на планшайбе станка. Лобовые токарные станки бывают
двух типов: малые (рис. 56, а), когда суппорт и коробка скоростей
Рис. 56. Лобовые токарные станки:
1 — коробка скоростей; 2 — электродвигатель; 3 — планшайба; 4 — суппорт; 5 — ко-
робка подач; 6 — ходовой валик
расположены на одной станине; большие (рис. 56, б) с обособлен-
ным суппортом. В этом случае можно обрабатывать детали больших
диаметров. Чтобы увеличить диаметр обрабатываемой заготовки на
малых лобовых станках, необходимо снять со станины «мостик»,
который расположен у передней бабки станка. Лобовые станки —
это те же токарные станки, но с более короткой станиной и значи-
тельным диаметром планшайбы. В процессе эксплуатации лобовые
станки неудобны, много времени уходит на установку, выверку и
закрепление заготовки. Лобовые станки нашли применение в инди-
видуальном производстве и ремонтных цехах. Они вытесняются
более производительными карусельными станками.
103
§ 2. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ КАРУСЕЛЬ-
НЫХ СТАНКОВ
Разновидностью станков токарной группы являются карусель-
ные станки, которые отличаются тем, что имеют вертикальную ось
вращения планшайбы, где закрепляются обрабатываемые детали.
Карусельные станки предназначены для обработки деталей боль-
шого диаметра и небольшой длины. На этих станках можно обтачи-
вать и растачивать цилиндрические, конические и фасонные поверх-
ности деталей и производить подрезку торцов, нарезать резьбу,
сверлить и зенкеровать отверстия. Применяя специальные при-
способления, можно осуществлять шлифование и фрезерование.
Карусельные станки бывают одностоечные и двухстоечные. На малых
одностоечных станках минимальный диаметр обработки равен
около 300 мм, а при работе на двухстоечных карусельных станках
диаметр обрабатываемой детали доходит до 25 мм (модели 1596).
§ 3. КАРУСЕЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 1553
Станок предназначен для обточки и расточки цилиндрических,
конических и фасонных поверхностей, подрезки торцов и сверления
отверстий при обработке заготовок зубчатых колес, маховиков,
бандажей и других деталей, имеющих небольшую длину и большой
диаметр. На рис. 57 показан общий вид станка мод. 1553, а на
рис. 58 — его кинематическая схема.
Главное движение в станке осуществляется от электродвига-
теля с п — 975 об/мин, через клиноременную передачу с диамет-
рами шкивов dr — 283 и d2 = 475 мм приводится во вращение вал /.
Далее через блок зубчатых колес z — 33 и 39 или 29 и 43 на вал II
передаются две разные скорости. С вала II при помощи трех зуб-
чатых колес z = 35, 21 и 28 и блока 35, 49 и 42 передаются на
вал III три различные скорости. Вращение вала III при помощи
зубчатых колес г == 18 и 44 передается на вал IV, далее через блок
зубчатых колес z — 36 и 24 или 18 и 42, вал V, зубчатые колеса
z = 18 и 44 — вращается вал VI и далее через конические зубча-
тые колеса z = 25 и 32, вал VII и зубчатые колеса z = 23 и 154
вращается планшайба. На валу VI имеется блок из двух зубчатых
колес; при его смещении влево движение передается от вала III через
зубчатые колеса z = 18 и 21 и далее зубчатые колеса z — 25 и 32,
вал VII, зубчатые колеса z = 23 и 154 на планшайбу. Изменяя по-
ложение блоков зубчатых колес, планшайбе сообщается 18 разных
чисел оборотов. Уравнение кинематической цепи главного движе-
ния имеет вид
283 лпо 29 21 18 18 18 25 23 л/
П — 975 • 475 • 0,98 * 4з ’ 49 ‘ 44 * 42 * 44 ‘ 32 * 154 об!мин‘
Движение подач осуществляется от вала VI, через конические
зубчатые колеса z == 27, 27 и 27. Одновременно вращается вал VIII
104
и вал XXIV. Вал VIII передает движение на коробки подач пра-
вого верхнего и бокового суппортов, а вал XXIV сообщает движе-
ние коробке подач верхнего поворотного суппорта. Конструкции
коробок подач аналогичны, поэтому рассмотрим кинематическую
Рис. 57. Двухстоечный карусельный станок мод. 1553.
Узлы станка- А — коробка подач левого верхнего суппорта; Б — левый верхний по-
воротный суппорт с резцедержателем; В — траверса; Г — правый верхний суппорт с ре-
вольверной головкой; Д — портал с механизмом перемещения траверсы; Е и К — стойки;
Ж — коробка подач правого верхнего суппорта; 3 — боковой суппорт с коробкой подач;
И — станина с планшайбой и коробкой скоростей.
Органы управления: 1 — подвесная кнопочная станция; 2 — маховичок ручного гори-
зонтального перемещения верхнего суппорта с резцедержателем; 3 — рукоятки переклю-
чения коробки подач верхнего суппорта с резцедержателем; 4 — маховичок ручного верти-
кального перемещения верхнего суппорта с резцедержателем; 5 — маховичок ручного
вертикального перемещения верхнего суппорта с револьверной головкой; 6 — маховичок
ручного горизонтального перемещения верхнего суппорта с револьверной головкой; 7 —
рукоятки переключения коробки подач верхнего суппорта с револьверной головкой; 8 —
рукоятки переключения коробки подач бокового суппорта; 9 — маховичок ручного вер-
тикального перемещения бокового суппорта; 10 — маховичок ручного горизонтального
перемещения бокового суппорта; // — рукоятки переключения коробки скоростей
цепь одной из них, например, коробку подач правого верхнего суп-
порта. От вала VIII через зубчатые колеса г = 53 и 30, вал IX,
конические зубчатые колеса г = 20 и 34 движение передается на
вал X, далее конический реверсивный механизм г = 29, 29 и 17
на вал XI. На валу XI имеется блок, состоящий из трех зубчатых
колес, он передает на вал XII три разные числа оборотов z = 30
и 30, 35 и 25, 25 и 35. С вала XII при помощи двух зубчатых колес,
соединяемых с блоком вала XIII, z — 20 и 40, 35 и 25, движение
105
Ы=7квгт,
передается через зубчатые колеса z = 23 и 65 на вал XIV. Затем
через зубчатые колеса z = 22 и 62, 22 и 62, 29 и 43, либо при пере-
мещении зубчатого колеса z = 62 влево, с помощью кулачка по-
следнее соединится с зубчатым колесом z = 22. Далее движение
передается на зубчатые колеса z = 23 и 65, 29 и 43, вал XV, зубча-
тые колеса z = 30 и 42, вал XVI и зубчатые колеса z = 30 и 54,
вал XIX, зубчатые колеса z = 18 и 18 и ходовой винт XX с шагом
t = 10 мм, в результате чего происходит горизонтальная подача
правого верхнего суппорта. Уравнение кинематической цепи
горизонтальной подачи правого верхнего суппорта имеет вид
— 1 б 154 32 27 53 20 29 25 20 23 22 22 29 30 у
1 00. ПЛ. • 23 * 25 ’ 27 * 30 * 34 * 17 * 35 * 40 * 65 * 62' 62 * 43 * 42 Х
30 18 1Л ,-
Х54 18 10 MM!06'
Вертикальная подача правого верхнего суппорта осуществляется
с помощью вала XVIII, зубчатых конических колес z = 13 и 13,
цилиндрических колес z = 27 и 27, конических колес z = 13 и 13
и винта с шагом t = 10 мм. Для осуществления быстрых переме-
щений суппортов применяются отдельные электродвигатели мощ-
ностью N = 1,7 кет через цилиндрические зубчатые колеса z = 17,
68 и 81 и далее по тем же кинематическим цепям, по которым пере-
даются рабочие подачи. Для вертикального перемещения траверсы
служит электродвигатель с п = 730 об/мин. Последний вращает
валы XXII и XXIII, червяк 2 — заходный и червячное колесо
z = 29, приводят во вращение два ходовых винта с шагом t = 8 мм.
Зажим траверсы на стойках происходит с помощью рычажно-винто-
вого устройства, приводимого в движение электродвигателем с
п = 1420 об/мин через червячную передачу 1 — заходный z = 52
на винт с шагом t ~ 6 мм. Для улучшения условий работы напра-
вляющих планшайбы и повышения грузоподъемности в данном
станке предусмотрен и установлен шпиндельный подпятник. Он
регулируется с помощью однозаходного червяка и червячного ко-
леса z = 58. При вращении червяка вращается червячное колесо, а
следовательно, и винт, который осуществляет подъем подпятника.
§ 4. НАЛАДКА СТАНКА
После настройки кинематических цепей карусельного станка
приступают к его наладке. Обрабатываемую деталь устанавливают
на планшайбу станка. Для обработки детали симметричной формы
и незначительных размеров ее устанавливают и закрепляют в съем-
ной трехкулачковой самоцентрирующей планшайбе. При обработке
детали несимметричной формы ее устанавливают на планшайбу и
выверяют точность установки с помощью штангенрейсмаса, закреп-
ленного в резцедержателе. При этом производят медленное враще-
ние планшайбы и добиваются постоянства зазора между ножкой
107
штангенрейсмаса и вращающейся деталью, вначале у нижней ее
части, а затем на уровне ее верхнего торца. После того как произ-
вели выверку детали, ее закрепляют с помощью специальных при-
жимов на планшайбе станка, либо в специальном приспособлении.
На точность обработки детали немалое влияние оказывает правиль-
ный выбор базы. Если деталь подлежит обработке с верхней и ниж-
ней стороны без ее переустановки, такие детали обрабатывают
в приспособлениях со съемными губками или в приспособлениях
других конструкций. При обработке нежестких деталей значи-
тельного диаметра их устанавливают на планшайбе станка, причем
под деталь подкладывают мерные подкладки. После выверки де-
тали ее закрепляют с помощью прижимных планок так, чтобы уси-
лие прижима было сосредоточено в местах установки подкладок.
Если же это условие не будет выполнено, произойдет деформация
детали. Закрепление детали на планшайбе необходимо осуществлять
так, чтобы крепежные приспособления не мешали в процессе ее
обработки.
Обработка конических поверхностей на карусельных станках
может осуществляться несколькими методами.
1. Получение конических поверхностей с помощью широкого
резца, который установлен и закреплен в боковом суппорте 3 (см.
рис. 57). Боковой суппорт совершает горизонтальную подачу, а
резец снимает фаску на детали шириной, не превышающей 20—25 мм.
2. Путем поворота салазок левого верхнего поворотного суп-
порта Б (см. рис. 57) на угол уклона конуса.
Для определения уклона конуса пользуются формулой
_ ^max ^min
tg« =-------------------------27----’
где I — высота конической части детали в мм\
£>тах — диаметр конуса детали у нижнего основания в мм\
£>min — диаметр конуса детали у верхнего основания в мм.
3. Обработка верхним поворотным суппортом конической поверх-
ности с помощью двух подач — горизонтальной и вертикальной.
4. Обработка конических поверхностей при помощи копирной
линейки, установленной в правом верхнем суппорте с револьверной
головкой Г (рис. 57).
5. Обработка конической поверхности деталей с помощью спе-
циального суппорта для точения конусов. Этот суппорт, имеющий
поворотную часть, устанавливается в резцедержателе. Резец за-
крепляется в поворотной части суппорта, которая принимает угол
наклона, соответствующий конусной детали.
На карусельных станках обработка небольших фасонных по-
верхностей деталей осуществляется с помощью фасонных резцов.
Большие поверхности деталей обрабатывают путем сочетания про-
дольной и поперечной подач с окончательной обработкой по шаб-
лону, а также с помощью поворотных приспособлений и поворот-
108
ных устройств. Кроме того, фасонные поверхности обрабатывают
универсальным копировальным приспособлением, которое уста-
навливается на верхнем суппорте станка. Суппорт совершает гори-
зонтальное перемещение, а копирный палец, жестко соединенный
с суппортом, перемещаясь по копиру, заставляет суппорт и резец
совершать те движения, какие совершает копирная линейка. Ре-
жущий инструмент закрепляют в боковом и верхних суппортах.
Боковой суппорт служит для обточки наружных поверхностей вы-
точки канавок и подрезки торцов. В четырехпозиционной головке
закрепляют резцы различных типов. В верхнем поворотном суппорте
закрепляют резцы, которые предназначены для обработки наруж-
ных и внутренних конических поверхностей. Верхний суппорт,
имеющий пятипозиционную револьверную головку, предназначен
для обработки отверстий. В гнезда револьверной головки устанав-
ливают сверла, зенкера, развертки и другой инструмент.
§ 5. ЭКСПЛУАТАЦИЯ КАРУСЕЛЬНЫХ И ЛОБОВЫХ СТАНКОВ
Одним из главных факторов, влияющих на долговечность ра-
боты станка при сохранении точности в пределах, допустимых
ГОСТом, является соблюдение приработочного режима в первый
период после пуска и капитальных ремонтов станка. Сущность его
состоит в том, что во время первых 500—700 ч его работы происходит
приработка деталей, т. е. процесс сглаживания имеющихся неров-
ностей, оставленных после их обработки режущим инструментом.
В процессе приработки обороты стола карусельного станка не
должны превышать 50—70% от максимальных. Кроме того, необ-
ходимо ограничить вес обрабатываемой детали на 50% от допусти-
мого. Сила резания в процессе обработки заготовки должна быть
уменьшена на 40—50%.
Недопустимо работать на станке в процессе приработочного
режима с сильно затянутыми клиньями и планками. В этот период
должна быть обильная смазка всех подвижных деталей и узлов
станка. Смена масла в станке должна происходить через каждые
100—150 ч работы, а также и по окончанию приработочного режима.
Невыполнение основных положений приработочного режима
повлечет за собой интенсивный износ деталей и узлов станка, а сле-
довательно, и уменьшение срока его службы. После окончания при-
работочного режима, прежде чем рабочий приступит к работе на
станке, мастер обязан произвести тщательный его осмотр, предва-
рительно удалив с его поверхности посторонние предметы и старую»
смазку с направляющих суппортов и поперечины. После этого необ-
ходимо произвести смазку всего станка, сменить масло в емкостях,
проверить поступление масла к трущимся поверхностям, проверить
положение рукояток управления и опробовать перемещение всех
подвижных частей суппортов вручную, затем на холостом ходу.
После этого на карусельных станках тщательно крепят установ-
ив
ленную деталь и производят работу на станке с полной нагрузкой.
Недостаточно зажатая заготовка на планшайбе может быть вырвана
из кулачков в процессе обработки, а при чрезмерном зажатии воз-
можна деформация планшайбы, что искажает форму круговых на-
правляющих планшайбы, нарушает точность работы и может вы-
звать задиры направляющих вследствие повышения местных удель-
ных давлений. Обычно, чтобы избежать или уменьшить деформации
планшайбы, необходимо располагать корпусы зажимных кулач-
ков возможно ближе к центру. При обработке уравновешенных
заготовок с большим дисбалансом относительно оси вращения не-
обходимо на планшайбу установить дополнительный груз, что
значительно уменьшит нагрузку на шпиндельные опоры. Если обра-
батывают высокие детали с малой опорной плоскостью, необходимо
под выступающие части установить поддерживающие домкраты и
произвести крепление дополнительными прихватами, установлен-
ными в пазах планшайбы. В связи с тем, что в процессе работы от
приложенных сил режущего инструмента и инерционных сил
возможны случаи ослабления крепления, периодически реко-
мендуется проверять все крепежные приспособления. На карусель-
ном станке обрабатывают заготовки значительного веса, поэтому,
чтобы предотвратить аварию, пуск планшайбы и ее торможение
должны быть плавными. При переключении рукояток скоростей и
подач необходимо доводить их до упоров или до положения фик-
сации. Чтобы уменьшить нагрузку на суппорты, необходимо обра-
батывать заготовки с минимальным вылетом ползунов. Во время
обработки деталей наибольшего веса нельзя выбирать максималь-
ные числа оборотов и подачу при полном вылете ползунов. Это
ограничивается паспортными данными станка. Периодически необ-
ходимо вести наблюдение за состоянием зазора между клиньями,
зазор не должен быть более 0,03 мм, т. е. щуп толщиной
0,04 мм не должен входить в местах подвижных соединений. Если
зазор повышен, жесткость станка значительно уменьшится. По
окончании работы суппорты отводятся от детали и станок отклю-
чается от сети, затем производится тщательная его уборка. Перио-
дически необходимо производить регулировку отдельных механиз-
мов и узлов станка, как-то: фрикционные и электромагнитные
муфты, ременные передачи, подшипники, подпятник шпинделя,
клинья, уплотнения гидросистем и др. Особое внимание заслужи-
вает электроаппаратура станка, где требуется постоянное наблю-
дение за магнитными пускателями и другими приборами. Своевре-
менная зачистка контактов и замена обгоревших являются необ-
ходимыми для нормальной работы станка.
Глава VIII
ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫХ СТАНКОВ
Токарно-револьверные станки предназначены для выполнения
всевозможных токарных работ, где по конструктивным и техноло-
гическим особенностям детали требуется последовательное приме-
нение разнообразных инструментов для обработки; например, обта-
чивание наружных поверхностей, растачивание, резьбонарезание,
сверление, зенкерование и развертывание. Кроме того, на токарно-
револьверных станках можно производить совмещение операций:
Рис. 59. Типы револьверных головок с осями вращения:
а — вертикальной; б — горизонтальной (перпендикулярной к оси станка); в — горизон-
тальной (параллельной оси станка)
проточка по верху и сверление, проточка по верху и снятие фаски
и др. Токарно-револьверные станки снабжены значительным коли-
чеством разнообразных режущих инструментов, закрепленных в ре-
вольверной головке и суппортах станка, и поэтому для выполнения
какой-либо работы требуется специальная настройка станка. Эти
станки нашли широкое применение в серийном производстве.
Токарно-револьверные станки по виду обрабатываемой заготовки
делятся на станки для работ из прутка и станки для работ из штуч-
ных заготовок, а в зависимости от конструкции револьверной го-
ловки — на станки с вертикальной и горизонтальной осями револь-
верной головки (рис. 59). Револьверные головки бывают цилиндри-
ческие и призматические — имеющие шесть граней. Токарно-ре-
вольверные станки обычно характеризуются наибольшим диамет-
ром обрабатываемого прутка, а при работе в патроне — наиболь-
1П
шим диаметром заготовки, которая обрабатывается над суппортом
и над станиной. Кроме того, в характеристику станка входят наи-
большее расстояние от переднего конца шпинделя до торца револь-
верной головки.
$ 2. ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЙ СТАНОК МОД. 1П365
На рис. 60 показан общий вид токарно-револьверного станка
мод. 1П365, а на рис. 61 — его кинематическая схема. Станок пред-
назначен для обработки штучных заготовок, изготовленных штам-
повкой или литьем с диаметром до 500 мм при обработке над ста-
ниной.
Рис. 60. Токарно-револьверный станок мод. 1П365.
Узлы станка: Д — станина; Б — коробка подач; В — передняя бабка; Г — суппорт
с фартуком; Д — револьверный суппорт.
Органы управления: 1 и 2 — рукоятки управления коробкой подач; 3 и 4 — рукоятки
управления коробкой скоростей; 5 — рукоятка включения продольной подачи суппорта;
6 — маховичок ручного продольного перемещения суппорта; 7 — рукоятка включения
быстрых перемещений подач суппорта; 8 — маховичок ручного поперечного перемеще-
ния суппорта; 9 — рукоятка включения поперечной подачи суппорта; 10 — рукоятка
изменения направления подачи суппорта; II — рукоятка включения быстрых переме-
щений револьверного суппорта; 12 — рукоятка включения подачи револьверного суп-
порта; 13 — маховичок ручного перемещения револьверного суппорта; 14 — рукоятка
изменения направления подачи револьверного суппорта
Главное движение — вращение шпинделя (рис. 61). Вращение
шпинделя осуществляется от электродвигателя с п — 1440 об!мин,
через клиноременную передачу с диаметрами шкивов d = 144 и
262 мм. Движение передается на вал /, далее зубчатые колесаz = 52
и 54; в результате этого, если включена муфта I вправо, будет пря-
мое вращение шпинделя. Если же передача от вала / осуществляется
через зубчатые колеса z — 49, 41 и 51 и муфта 1 переключена влево,
произойдет обратное вращение шпинделя. С вала II через зубчатые
колеса z = 43 и 25 при включении муфты 2 влево движение пере-
112
дается на вал /V, далее зубчатые колеса г = 31 и 32, вал V, зубча-
тые колеса г = 55 и 46 вращается вал VI, т. е. шпиндель, в патроне
которого закрепляется деталь. Уравнение кинематической цепи
максимального числа оборотов шпинделя имеет вид
nmax = 1440^-0,985 - 1496,2 об/мин.
ZUZ От: ZU UZ *xU
Шпиндель получает 12 разных чисел оборотов.
Продольная подача револьверного суппорта осуществляется от
шпинделя VI через зубчатые колеса z — 58 и 58, вал У//, далее
через блок г = 26 и 52 или г = 39 и 39, вал V///, зубчатые колеса
z = 30 и 60, вал /X, зубчатые колеса г = 26 и 62, вал X и зубчатые
колеса г = 62 и 65, вал XI. Через зубчатые колеса z = 20 и 56,
вал XX, зубчатые колеса z — 30 и 42, валы XXI и XXII, зубчатые
колеса z = 30 и 30, 30 и 46, червячную передачу, трехзаходный чер-
вяк и червячное колесо z = 30, вал XXIV, зубчатые колеса z = 21
и 60, реечное зубчатое колесо z = 12 движение передается на рейку.
Эта цепь движения осуществляет продольную подачу револьвер-
ного суппорта. Уравнение кинематической цепи минимальной
продольной подачи револьверного суппорта имеет вид
— 1 58 26 30266220303030221 19 4- П ПО Я
min — 1 * 58 • §2 ’ 60 ’ 62 ‘ 65 ‘ 56 * 42 ‘ 30 ’ 46 ‘ 30 ‘ 60 U,Uy ММ- °°'
При движении револьверного суппорта всего может быть 11 раз-
личных величин подач, остальные повторяются.
Продольная подача поперечного суппорта. Начало цепи так-
же осуществляется от шпинделя VI, как и при движении продоль-
ной подачи револьверного суппорта, и далее вращение передается
через коробку подач аналогично движению подачи револьверного
суппорта, только это движение осуществляется переключением
верхних двух блоков, сидящих на валах XII и XIII. После этого
во вращение приводится вал XIV, далее через зубчатые колеса
z = 30 и 46, вал XV, трехзаходный червяк и червячное колесо
z == 30, z = 21 и 60, реечное зубчатое колесо z = 12 и рейку про-
исходит продольное перемещение поперечного суппорта. Уравне-
ние кинематической цепи максимальной продольной подачи попереч-
ного суппорта имеет вид
1 58 39 30 26 62 56 42 30 3 21 19 4__9 7 /
Птах пр.п — 1 * 58 * 39 ’ 60 * 62 ’ 65 ’ 20 * 30 * 46 ’ 30 * 60 ’ 12Я4 “ ‘мм100-
Для осуществления поперечной подачи суппорта необходимо
включить муфту 3 на валу XVIII с зубчатым колесом z = 48, тогда
движение произойдет через зубчатое колесо z = 26 и 18 на двух-
заходный ходовой винт поперечной подачи XIX. Для быстрого пе-
114
ремещения револьверной головки и суппорта на станке имеется
специальный механизм, снабженный самостоятельным электродви-
гателем с п = 1440 об/мин. От этого электродвигателя движение
передается на зубчатые колеса z = 18 и 27, вал XXVI, трехзаход-
ный червяк и червячное колесо z = 27, вал XXVII, далее цепную
передачу z = 14 и 19, чем приводится во вращение вал XXVIII,
соединенный муфтой с валом XXIX, От этого вала исходят две оди-
наковые цепи перемещения суппорта и револьверной головки.
Далее передача осуществляется через зубчатые колеса z = 38 и 38,
вал XXXI, реверсивный механизм, имеющий конические зубчатые
колеса z = 36, 36 и 36, зубчатые колеса г = 42 и 60, вал XXV,
реечное зубчатое колесо z = 12 на рейку. В результате этого про-
исходит быстрое перемещение револьверной головки. Поворот ре-
вольвернои головки осуществляется вручную на ее оборота, при
этом вал XXXIII, на котором находятся упоры, также поворачи-
вается на оборота, так как он связан с револьверной головкой
через зубчатые колеса z = 24 и 24 и валом XXXII, на котором она
закреплена. Для ручного перемещения револьверной головки и
суппорта служат маховики. Станок гидрофицирован и почти все
его переключения происходят с помощью гидравлики. Во время
работы станка можно предварительно установить в определенное
положение рукоятки, необходимые для включения чисел оборотов
шпинделя и подач револьверной головки или суппорта, выбранных
для следующего перехода обработки. Такое управление станком
называется преселективным. В связи с этим переключение такого
станка, который имеет преселективное управление, на установлен-
ный режим работы происходит быстро в момент подачи команды
переключения установленных режимов поворотом одной рукоятки.
Чтобы произвести преселективное переключение чисел оборотов
шпинделя VI с помощью гидропривода насоса, необходима работа
гидроцилиндров, действующих на блоки и муфты ч- Гь, которые
осуществляют переключение почти всех рабочих органов коробки
скоростей. Для выполнения преселективного переключения подачи
револьверного и поперечного суппортов служат гидроцилиндры,
которые действуют на блоки и муфты Г6 ч- Г1о, расположенные
в коробке подач. Гидравлическая система состоит из насоса произ-
водительностью 12 л/мин, кранов, установки чисел оборотов шпин-
деля, включения, реверсирования и выключения вращения шпин-
деля, установки величины подачи суппорта, установки величины
подачи револьверного суппорта, гидропривода поворота валов, ко-
торые производят переключение муфт и блоков зубчатых колес
и др. Для облегчения переключения зубчатых колес во время ра-
боты станка производится медленный поворот валов коробки ско-
ростей и подач. Эту функцию выполняют механизмы гидросистемы
станка.
115
§ 3. НАЛАДКА СТАНКА
Перед тем как приступить к наладке станка, наладчик знакомится
с чертежом детали, подлежащей обработке, а также проверяет раз-
меры заготовки, из которой изготовляется деталь. Общая длина
заготовки для изготовления какой-либо заданной детали из прутка
/ = /0 -р a -j- /д “I- ^3
где /0 — длина детали по чертежу в мм;
а — ширина отрезного резца в мм;
1Х — расстояние от торца кулачков патрона до плоскости от-
резки (5—10 мм);
12 — припуск на подрезку торца (0,5 мм и более в зависимости
от диаметра обрабатываемой детали);
/3 — длина зажима заготовки в кулачках в мм.
г YU
Рис. 62. Пример наладки токарно-револьверного станка
В начале наладки заготовка предварительно зажимается в само-
центрирующем или пневматическом патроне (рис. 62). После этого
револьверная головка подается вперед до соприкосновения упора
с торцом заготовки. Проверяют свободный размер заготовки, кото-
рый должен быть равным I — 13 при сохранении положения заго-
товки, затем перемещают по пазу барабана соответствующий упор
до контакта его с неподвижным упором, который закреплен на ста-
нине. Так осуществляется предварительная наладка упора. После
того как убедились, что выступающая часть заготовки до упора
соответствует расчетной длине, необходимо винты упоров законт-
рить и окончательно зажать заготовку. В таком порядке произво-
дится наладка первого перехода (7). Наладка второго перехода (7/)
связана с установкой центровочного сверла в конус Морзе, который
находится внутри упора. При наладке третьего перехода (777) —
116
длины сверления, устанавливается ход сверла на глубину немного
меньше заданной. Затем в переднем положении револьверной го-
ловки укрепляют задний упор, как это проводилось в первой опе-
рации. Инструмент выводят из отверстия и проверяют глубину
просверленного отверстия. Если глубина отверстия недостаточна,
необходимо винт заднего упора немного вывернуть, этим самым
увеличивают глубину сверления. Далее производят сверление по
упору. Эта операция повторяется до тех пор, пока не будет получен
линейный размер согласно чертежу. Глубина отверстия проверяется
с помощью глубиномера. После установки и окончательной отладки
Рис. 63. Приспособления и державки токарно-револьверных станков
заднего упора его винт необходимо застопорить. В процессе пере-
хода /// имеет место совмещенная обработка заготовки — сверле-
ние с помощью револьверной головки и обточка среднего наруж-
ного диаметра заготовки со снятием фаски поперечным суппортом.
Резцы поперечного суппорта устанавливаются по шаблону, в ре-
зультате чего время наладки сокращается. Черновая обточка попе-
речным суппортом с наладкой на определенный диаметр ведется
по лимбу винта поперечной подачи, а чистовая — по упорам сала-
зок. Если припуск на обработку меньше 2 мм, обработку ведут по
упорам за один проход. Вначале по лимбу устанавливают такую
глубину резания, чтобы обрабатываемый диаметр был на 0,2—0,6 мм
больше, чем по чертежу. После этого на расстоянии 3—5 мм прота-
чивают диаметр заготовки до размера, указанного в чертеже, изме-
ряют этот размер и производят регулирование упора. Наладка чет-
117
вертого перехода (IV) — проточка средней части отверстия про-
исходит так же, как и при сверлении, выдерживая линейные раз-
меры с помощью установки упоров, а диаметральные размеры вы-
держиваются с помощью лимба винта поперечной подачи, вращая
рукоятку 1. Наладка пятого перехода (V) — расточка отверстия
производится при помощи расточного резца. Установка упоров и
их регулирование аналогичны ранее описанным. При этом длина
прохода расточного резца должна быть на 2—3 мм меньше общей
длины в целях избежания поломки резца. Длина прохода резца уста-
навливается по упорам, а диаметральный размер выдерживается по
лимбу. Наладка шестого перехода (VI) сводится к установке упо-
ров на длину прохода развертки, которая должна соответствовать
длине прохода расточного резца. Наладка седьмого перехода (VII)
заключается в установке резца на необходимый размер согласно
длине, указанной в чертеже. В дальнейшем с помощью рукоятки 2
протачивают канавку и подрезают торец, при этом измерение ведут
по лимбу. В порядке совмещения переходов почти одновременно
происходит и отрезка детали отрезным резцом задним суппортом.
После окончания проточки канавки и подрезки осуществляется
отрезка готовой детали. При обработке других конструкций деталей
на данном станке применяются специальные державки для закреп-
ления универсального и специального инструмента, который уста-
навливается и закрепляется в револьверной головке.
На рис. 63 показан ряд державок с закрепленными в них
инструментами.
§ 4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫХ СТАНКОВ
Токарно-револьверные станки с преселективным гидравлическим
управлением представляют сложную конструкцию, поэтому к об-
служивающему персоналу — рабочим-револьверщикам, наладчи-
кам — предъявляют повышенные требования. Станки подвергаются
периодической проверке на точность в соответствии с ГОСТом 17—59.
Срок службы станка зависит от качественной смазки и заполнения
ею гидравлической системы. Масло не должно образовывать осадки,
которые загрязняют маслопроводную систему и вызывают коррозию
на деталях гидросистемы. Для смазки и заполнения гидросистемы
применяется масло индустриальное 20 ГОСТ 1707—51. В процессе
работы станка возможно, что некоторые его механизмы теряют
первоначальную наладочную точность, поэтому получаемые детали
в процессе обработки не соответствуют требованиям точности, предъ-
являемым к ним. Потеря станком первоначальной наладочной точ-
ности может быть из-за выхода из строя некоторых механизмов,
износа деталей или некачественной наладки станка.
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся неполадки в токар-
но-револьверных станках и меры по их устранению. Если после от-
резки резцом торец детали будет некачественным, это значит, что
118
следует переточить резец, так как углы (рх и <р2 малы. Получаемые
торцы деталей после отрезки имеют вогнутую или выпуклую форму.
В этом случае могут быть две причины: отрезной резец неправильно
установлен, т. е. под углом 90° по отношению оси детали, или резец
неправильно заточен. Если после правильной установки резца и
его заточки получаемая поверхность остается прежней, тогда необ-
ходимо сменить резец, так как он имеет недостаточно прочную го-
ловку. В процессе проверки изготовляемых деталей на станке ока-
зывается, что они не соответствуют длине, получаемой при перво-
начальной наладке. Это значит, что слабо зажата заготовка в пат-
роне или плохо закреплены задние продольные упоры. В первом
случае необходимо прошлифовать кулачки патрона и промыть ке-
росином, а во втором — произвести подналадку станка и закрепить
упоры. При проверке диаметрального размера детали обнаружена
овальность, значит есть большой зазор в подшипниках шпин-
деля, которые подлежат регулированию. Если поверхность резьбы
после нарезания получается рваной, это значит, что диаметр под
резьбу увеличен, либо велика скорость резания при нарезании
резьбы или геометрия резьбонарезного инструмента не соответству-
ет обрабатываемому материалу. В первом случае необходимо уве-
личить внутренний или уменьшить наружный диаметр, во втором —
уменьшить скорость резания и в третьем — изменить геометрию
резьбонарезного инструмента. Необходимо также помнить, что
смазочно-охлаждающая жидкость оказывает существенное влияние
на качество нарезаемой резьбы. При получении конусности воз-
можно, что плашка в патроне установлена неправильно или произо-
шел чрезмерный износ патрона для плашки. В первом случае плашку
необходимо установить правильно, а во втором — заменить патрон.
Если на обработанной поверхности детали появились следы вибра-
ции, причиной этому может быть несколько факторов, а именно:
державка резца, закрепленная в револьверной головке, имеет боль-
шой вылет; режущие инструменты слабо зажаты; значительный
вылет детали из патрона; резец установлен ниже центра детали;
неправильный зажим заготовки и велики зазоры в подшипниках
шпинделя оси револьверной головки или направляющих. Для уст-
ранения этих причин необходимо: а) установить державку более
жесткой конструкции; б) закрепить надежно режущие инструменты;
в) применить люнетную державку или второй конец детали зафикси-
ровать задним центром; г) установить резец выше центра на вели-
чину 0,02 D (где!) —диаметр обрабатываемой детали); д) произвести
регулировку подшипников, клиньев и планок, которые влияют на
жесткость системы деталь — станок — инструмент. При обработке
детали получается обратная конусность, необходимо применить
люнетную державку, так как деталь имеет большой консольный
вылет и в процессе резания отпружинивает. Если обнаружено,
что радиальное биение внутренней поверхности детали относи-
тельно наружной велико, это значит, что велики зазоры в подшип-
119
никах шпинделя или возникла несоосность оси шпинделя и гнезда
револьверной головки. В этом случае станок подлежит ремонту.
В процессе обработки мерным инструментом отверстия, последнее
имеет увеличенный размер. Здесь может быть несколько причин:
а) неправильно заточено сверло — необходимо его переточить;
б) чрезмерное биение кулачков патрона, которые следует прошли-
фовать; в) незначительное смещение во время центрования отвер-
стия относительно оси шпинделя — необходимо отрегулировать
центровку; г) увеличенные зазоры в подшипниках шпинделя, кото-
рые подлежат регулированию. В случае получения неодинаковых
диаметров наружных поверхностей при обработке инструментом,
закрепленным в револьверной головке и поперечном суппорте,
вероятно, произошел износ втулок фиксаторных гнезд револьвер-
ной головки или увеличены зазоры в направляющих продольного
суппорта головки. При смещении оси отверстия в процессе сверле-
ния может быть, что сверло имело неправильное направление вслед-
ствие малого углубления при центровке, или было неправильно
заточено, или имело место несовпадение осей шпинделя и гнезда
револьверной головки. В первом случае необходимо зацентровать
отверстие глубже, во втором — переточить сверло и, наконец,
в третьем — произвести ремонт станка.
Глава IX
ТОКАРНЫЕ ПОЛУАВТОМАТЫ И АВТОМАТЫ
$ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ПОЛУАВТОМАТАХ
И АВТОМАТАХ
Полуавтоматом называется станок, который работает с авто-
матическим рабочим циклом, для повторения которого требуется
вмешательство рабочего. Например, рабочий должен установить и
снять деталь, отжать, подвинуть пруток до упора и зажать его.
Если станок, кроме рабочих ходов, без помощи рабочего произво-
дит и холостые ходы, он представляет собой автомат.
Автоматом называется такой станок, который при осуществ-
лении технологического процесса обработки заготовки производит все
рабочие и холостые движения цикла и нуждается со стороны рабо-
чего лишь в контроле и периодической наладке.
Полуавтоматы и автоматы бывают горизонтальные и вертикаль-
ные. Полуавтоматы делятся на одношпиндельные и многошпиндель-
ные. К одношпиндельным и многошпиндельным токарным полуав-
томатам относятся: а) центровые; б) патронные; в) револьверные;
г) специальные. К одношпиндельным относятся: а) фасонно-отрез-
ные; б) фасонно-продольные; в) револьверные; г) специальные.
К многошпиндельным автоматам относятся: а) фасонно-отрезные;
б) сверлильно-фасонно-отрезные; в) токарные; г) специальные.
Вертикальные станки предназначены для обработки изделий боль-
шого диаметра и относительно небольшой длины. Горизонтальные
станки чаще всего служат для обработки деталей небольших диа-
метров и большой длины.
§ 2. ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЙ ТОКАРНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ
МОД. 1А730
Универсальный токарный многорезцовый полуавтомат предназ-
начен для различных токарных работ, выполняемых в центрах или
в патроне в условиях крупносерийного или массового производства.
При специальной наладке станок позволяет производить обтачи-
вание конусных и фасонных поверхностей. Станок имеет замкнутый
автоматический цикл работы, по окончании которого автоматически
останавливается. Пуск, остановка и наладочные движения станка
осуществляются при помощи пульта управления.
121
Главное движение — вращение шпинделя III. Движение пере-
дается от электродвигателя с п = 1450 об/мин через шкивы d = 120
и d = 283 мм, клиноременную передачу, сменные зубчатые коле-
са Л и В и конические зубчатые колеса г = 26 и 78 на шпиндель III
Рис. 64. Кинематическая схема одношпиндельного токарного полуавтомата
мод. 1А730
{рис. 64). Уравнение кинематической цепи вращения шпинделя
имеет вид
п= 1450- 0,9854-^ = 2004 об/мин
D /О D
ИЛИ
А __ п
в’ — гбб-
Восемь пар сменных зубчатых колес позволяют получить 12 раз-
личных чисел оборотов шпинделя в пределах 56—710 об/мин.
Сумма зубьев А + В — 86.
Продольная подача переднего суппорта осуществляется от шпин-
деля III через зубчатые колеса г = 76 и 76, вал IV, зубчатые ко-
леса z = 22 и 68, вал V, зубчатые колеса z = 68 и 73, вал VI, смен-
ные зубчатые колеса С и D, вал VII, при включении муфт и
УИ2 вращается вал VIII, далее цилиндрические зубчатые колеса
z = 28 и 64, вал IX, муфта обгона А43, зубчатая передача z = 20
и 78, вал X. При включении муфты А44 вращается ходовой винт X/,
122
а следовательно, перемещается гайка и суппорт. Уравнение кине-
матической цепи продольной подачи переднего суппорта имеет вид
, 76 22 68 С 28 20 А ЛАП С ,
Snpod — 1 ’ 7б * б8 ’ 73 ’ D * 64 * 78 ‘ ~ 0,409^ ММ]об.
Сменные колеса определяются из отношения
С snpod
D“(M09‘
Сумма чисел зубьев С + D = 88.
Изменение продольных подач переднего суппорта достигается
подбором сменных зубчатых колес С и D. Четыре пары обратимых
сменных зубчатых колес дают возможность получить восемь раз-
личных продольных подач переднего суппорта в пределах 0,12—
1,38 мм на один оборот шпинделя.
Поперечная подача заднего суппорта. Подача заднего суппор-
та осуществляется от движения переднего суппорта через жестко
прикрепленную к нему рейку 5 (см. рис. 64), которая при переме-
щении вращает зубчатое колесо z = 15 (расположенное в коробке
подач). Далее движение передается на вал XII, конические зубча-
тые колеса г = 25 и 25 (расположенные в коробке подач с обратной
стороны станка), вал XIII, затем через конические зубчатые ко-
леса z = 28 и 22, вал XIV, сменные зубчатые колеса Е и F на вал XV,
на котором расположен барабан. На поверхности барабана имеется
спираль, шаг подъема которой t == nd tg р = 72 мм (d — диаметр
барабана в мм\ р — угол подъема спирали в град). Этот барабан
расположен в корпусе заднего суппорта. При вращении барабана
по его спирали катится ролик 9, связанный с подвижной частью
заднего суппорта. Уравнение кинематической цепи поперечной по-
дачи заднего суппорта имеет вид
1 25 28 Е -
^поп — $прод Л15.4 ’ 25 ’ 22 ’ F ’ 72 MMfO6,
ИЛИ
£
Snon = 0,486 у Snpod мм/об.
Изменение поперечной подачи заднего суппорта достигается
подбором сменных зубчатых колес Е и F, откуда у = где
Е + F - 86.
Восемь пар обратимых сменных зубчатых колес дают возмож-
ность получить 16 различных поперечных подач заднего суппорта
на каждую продольную подачу переднего суппорта. Пределы ве-
личин поперечных подач 0,016—2,37 мм на один оборот шпинделя.
Быстрый подвод и отвод переднего и заднего суппортов осуще-
ствляются от специального реверсивного электродвигателя с п =
= 1410 об/мин. Электродвигатель расположен на левом торце
коробки подач и автоматически через зубчатые колеса г = 34 и 64,
обгонную муфту 3, вал IX, зубчатые колеса z = 20 и 78, вал X
123
при включении муфты 4 вращает ходовой винт t = 12 мм. Двусторон-
няя обгонная муфта 3 позволяет осуществлять быстрые хода перед-
него и заднего суппортов без отключения рабочей подачи. Скорость
быстрого перемещения продольного суппорта
vnpod= 1410-= 2,3 м/мин.
Для ручной настройки станка служат маховички 7, 8 и 9.
Механизм автоматического цикла станка расположен спереди
коробки подач в легко доступном месте, которое изолировано от
Рис. 65. Схема элементов автоматики
механизма подач 6 стенкой и
закрыто крышкой 5. Меха-
низм состоит из рейки авто-
матики 10, с укрепленными
на ней тремя переставными
кулачками 7, 8 и 9 (рис. 65).
Эти кулачки предназначены
для управления циклом ра-
боты станка путем действия
на конечные выключатели /
и 3. При включении кнопки
«Пуск» включаются двигате-
ли главного движения и ус-
коренных ходов. Суппорта
с режущими инструментами
направляются к обрабаты-
ваемой заготовке на уско-
ренном ходу, при этом
рейка автоматики движется
вниз. Кулачок 9, нажимая
на конечный выключатель /,
выключает двигатель ускоренных ходов, суппорта же продолжают
двигаться, осуществляя рабочую подачу. Рабочая подача продол-
жается до тех пор, пока кулачок 7 не нажмет на ролик 2 конечного
выключателя 3. При этом двигатель главного движения отключа-
ется, а двигатель быстрых ходов включается на реверс, происходит
быстрый отвод суппортов. Одновременно отключается электромаг-
нит ленточного тормоза и осуществляется торможение шпинделя.
При отводе суппортов рейка автоматически движется вверх. Отвод
суппортов происходит до тех пор, пока кулачок 8 не нажмет на ро-
лик 4 конечного выключателя 3, тогда отключается двигатель быст-
рых ходов и суппорта останавливаются в исходном положении.
Этим движением заканчивается цикл работы станка.
Для изменения величины хода переднего и заднего суппортов
станка служат кулачки, расположенные на рейке автоматики уп-
равления 10. С изменением расположения кулачков при перемеще-
нии их вдоль пазов изменяется и ход суппортов.
124
§ 3. НАЛАДКА ОДНОШПИНДЕЛЬНОГО ТОКАРНОГО
ПОЛУАВТОМАТА МОД. 1А730
При наладке станка применяется ручное перемещение суппор-
тов. Перемещение переднего и заднего суппортов осуществляется
маховичком 7 (рис. 64), при вращении последнего приводятся в
движение конические зубчатые колеса 2^ 25 и 42 и гайка //,
находящаяся внутри отверстия конического зубчатого колеса
z = 42. Установка резцов для обтачивания наружного диаметра
детали производится маховичками 6 и 8 с помощью винтовой пары
с шагом t = 5 мм. Пиноль задней бабки перемещается при помощи
маховичка 12 и винтовой пары с шагом t == 12 мм. Чтобы наладить
станок на обработку заданной детали, необходимо выполнить сле-
дующее:
1. Установить нужное число оборотов шпинделя, подобрав
соответствующие сменные зубчатые колеса А и В передней бабки
по таблице, имеющейся на крышке станка, или по формуле
7?“ 200 При Л + В=86.
К станку дается набор сменных зубчатых колес с числом зубьев
z == 19, 23, 27, 31, 36, 41, 46, 50, 55, 60, 63 и 67.
2. Установить требуемые продольные подачи переднего суп-
порта подбором соответствующих сменных зубчатых колес С и D
коробки по таблице, укрепленной на крышке, или по формуле
С snpod
D ~б/409’
где С + D = 88. Для этого имеются зубчатые колеса с числом
зубьев z = 20, 26, 32, 40, 48, 56, 62 и 68.
3. При настройке суппортов поставить в центре образец обра-
батываемой детали, по которой установить и закрепить в необходи-
мом положении заднюю бабку.
4. Установить ход переднего суппорта: отвести его в исходное
положение, подвести кулачок 8 (рис. 65) и нажать на ролик 4
конечного выключателя 3. Перемещая резцы с суппортом по образцу
обрабатываемой детали, все кулачки установить по циклу и закре-
пить их.
5. Установить ход поперечной подачи суппорта: подвести его
в положение окончания рабочей подачи (передний остается в по-
ложении обтачивания). Для этого необходимо снять сменное зуб-
чатое колесо F и, вращая барабан, подвести суппорт к детали.
В конце подвода барабан будет продолжать вращаться, а суппорт
остановится, так как ролик выйдет на прямой участок винтового
паза барабана. Вращать барабан до тех пор, пока ролик не упрется
в конец винтового паза барабана. После этого повернуть барабан
в обратную сторону (влево) на угол 30° и установить жесткий упор
125
суппорта. Подбор сменных зубчатых колес Е и F осуществляется
по таблице, прикрепленной к кожуху станка, или по формуле
Е __ snon
F 9
где Е + F = 86.
К станку прилагается набор сменных зубчатых колес с числом
зубьев z = 19, 23, 26, 27, 31, 36, 40, 41, 45, 36, 50, 55, 59, 60, 63 и
67. Этими операциями заканчивается настройка станка.
После наладки станка необходимо повторить цикл вручную,
внимательно следя за включением переключателей и положением
режущего инструмента по отношению к обрабатываемой заготовке.
§ 4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ МНОГОРЕЗЦОВОГО ПОЛУАВТОМАТА
Надежность работы станка в значительной мере зависит от си-
стематической и своевременной смазки всех трущихся деталей.
Станок необходимо смазывать чистым соответствующим маслом.
Механизм передней бабки и коробки сменных шестерен смазывается
маслом, поступающим от насоса. Масло заливается в корпуса меха-
низмов станка и уровень его поддерживается до обозначенной
метки. Кроме того, все места согласно схемы, подлежащие смазке,
необходимо регулярно заполнять чистым маслом и в сроки, указан-
ные в спецификации мест смазки. В процессе эксплуатации станка
необходимо также следить, чтобы резервуары для охлаждающей
жидкости периодически очищались и жидкость менялась через
каждые 15 дней. При установке заготовки в центра центровые
отверстия заготовки должны быть достаточно глубокими и чистыми.
Работа затупленным инструментом не допускается во избежание
чрезмерного повышения усилий на суппортах и быстрого износа
деталей станка.
После установки резцов на заданную величину обтачивания
передний суппорт и плиту заднего суппорта зажимают винтами,
которые расположены сверху. Кроме того, периодически проверяют
натяжение клиновых ремней. После работы станок очищают от пыли
и грязи; суппорта, направляющие и ходовой винт смазывают мас-
лом. Уход за электроаппаратурой должен обеспечиваться квали-
фицированным электриком. При вмешательстве в электрическую
часть станка необходимо полностью отключить станок от питающей
сети.
Возможные неполадки и их устранение. В процессе эксплуа-
тации станка могут возникнуть следующие неполадки:
1. При включении кнопки «Пуск» включился только электро-
двигатель главного привода; электродвигатель быстрых ходов,
электродвигатель насоса или электромагнит не включились. Чтобы
выяснить причину, необходимо проверить исправность соответст-
вующей электроаппаратуры и проводки к ней.
126
2. Если после отключения электродвигателей при остановке
станка шпиндель продолжает вращаться, в данном случае причи-
ной является плохая работа ленточного тормоза. Для устранения
этой неполадки необходимо подтянуть гайки на тяге, поддерживаю-
щей ленту тормоза, или заменить асбестовую ленту, прикреплен-
ную к стальной ленте тормоза.
3. При контроле изготовленной детали обработанная поверх-
ность ее имеет овальность. Прежде всего необходимо проверить
затяжку подшипников вращающегося центра задней бабки, подтя-
нуть винты на торце фланца спереди пиноли, а также проверить
параллельность и прямолинейность сторон копирной линейки пе-
реднего суппорта.
4. Если при обработке деталь вращается неравномерно, это
вызывает дробление на ее поверхности; для устранения этой непо-
ладки необходимо подтянуть клиновые ремни, отпустив подмотор-
ную плиту.
5. В процессе обработки детали периодически «пропадает» по-
дача. Причина этого явления — ослабление пружины. Для устра-
нения этой причины необходимо подтянуть предохранительную
муфту, сняв кожух, закрывающий электродвигатель быстрых хо-
дов, и произвести поворот гайки, которая сожмет пружину муфты.
При сборке коробки подач и автоматики надо обратить особое вни-
мание на установку реек автоматики и передачи движения к зад-
нему суппорту. Положение их должно строго соответствовать раз-
мерам, указанным на рис. 65.
6. Если при обтачивании детали в центрах задний центр не вра-
щается, это значит, что необходимо проверить глубину центров
заготовки, так как при работе в центрах на данном станке необхо-
дима глубокая зацентровка.
§ 5. ОДНОШПИНДЕЛЬНЫЙ ТОКАРНО-РЕВОЛЬВЕРНЫЙ
АВТОМАТ МОД. 1А136
Автомат предназначен для изготовления деталей из пруткового
материала, а при установке специальных загрузочных устройств
может быть использован и для изготовления деталей из штучных
заготовок. На рис. 66 показан общий вид токарно-револьверного
автомата мод. 1А136.
Принцип работы станка. Обрабатываемый пруток пропускают
через направляющую трубку и закрепляют в шпинделе станка цан-
говым зажимом. Инструменты, предназначенные для обработки
заготовки, закрепляются в револьверной головке и на поперечных
суппортах (переднем, вертикальном и заднем). Закрепленным в ре-
вольверной головке инструментом производится обточка наружных
поверхностей, растачивание, сверление, зенкерование и разверты-
вание отверстий, нарезание внутренней и наружной резьб. Попереч-
ные суппорты служат для закрепления резцов, предназначенных
127
для обработки фасонных поверхностей, выточке канавок, подрезки
торцов, снятия фасок и отрезки. Все рабочие и вспомогательные
движения выполняются автоматически при помощи кулачков.
В зависимости от профиля кулачков осуществляется необходимая
скорость движения инструмента на заданную длину.
Главное движение передается от электродвигателя постоян-
ного тока с регулируемым числом оборотов от 275 до 2750 в минуту
Рис. 66. Токарно-револьверный автомат мод. 1А136.
Узлы станка: А — направляющая труба с поддерживающими стойками; Б — механизм
подачи пруткового материала; В — шпиндельная бабка; Г — кулачковый распредели-
тельный механизм; Д — поперечные суппорты; Е — револьверная головка; Ж — станина.
Органы управления: 1 — рукоятка включения; 2 — маховичок ручного поворота вспо-
могательного вала
(рис. 67), который получает питание через электромашинный уси-
литель (генератор). Ротор генератора приводит во вращение асинх-
ронный электродвигатель трехфазного тока с п = 2935 об/мин.
Вращение электродвигателя через две зубчатые передачи, вал II
и клиноременную передачу d = 190 и 190 мм передается на шпин-
дель III, который имеет два диапазона чисел оборотов с бесступен-
чатым регулированием чисел оборотов: от 100 до 1000 и от 200 до
2000 в минуту. Чтобы изменить диапазон, необходимо переключить
блок в коробке скоростей. Уравнение главного движения минималь-
ного числа оборотов шпинделя
rtmin = 275 • || • S • 0.985 = 100 об!мин.
Управление автоматом осуществляется с помощью вспомога-
тельного вала V и распределительных валов IX и X.
128
На распределительных валах имеются барабаны и кулачки,,
с помощью которых происходит управление муфтами 3 и 4 и рабо-
чими кулачками, предназначенными для перемещения револьвер-
ной головки и поперечных суппортов.
Движение подач начинается от электродвигателя с п= 1450 об/лш«,
далее через червячную передачу, Двухзаходный червяк и червячное
колесо г = 24 приводится во вращение вал IV. При включении
N-lKOm
Рис. 67. Кинематическая схема токарно-револьверного автомата мод. IА136
муфты 1 движение передается на предохранительную муфту 2,
вспомогательный вал V, зубчатые колеса z = 29 и 79, вал VI,
сменные колеса а и Ь, с и d, вал VIII, однозаходный червяк и чер-
вячное колесо z — 40, конические зубчатые колеса г = 44 и 44.
Подбор сменных колес гитары а и Ь, с и d происходит так, чтобы
за один оборот распределительного вала была изготовлена одна
деталь за t сек. Уравнение кинематической цепи настройки распре-
делительного вала имеет вид
< л 2 29 а с 1 44 t t
1об. р. в.,
24 79 b d 40 44 60 г >
ИЛИ
а с 54,5
Ь d t '
где t — время обработки одной детали в сек.
5 А. И. Лисовой 129
Рассмотрим работу револьверной головки и кулачков, распо-
ложенных на распределительных валах. На распределительном
валу IX находится дисковый кулачок 5, с помощью которого осу-
ществляется поступательное движение револьверной головки 6, а на
распределительном валу X — дисковые кулачки 9,10 и 11 управляют
движениями заднего вертикального и переднего суппортов. Кроме
того, на распределительном валу имеются два барабана 7 и 8.
Барабан 8 предназначен для включения муфты 3 на вспомогатель-
ном валу V, вследствие чего производится вращение зубчатого ко-
леса z = 36 и 72 вала XL На валу XI имеется барабанный кула-
чок 12, осуществляющий отжим цангового патрона и зажим заго-
товки, кулачок 13, производящий подачу прутка до упора и воз-
вращение подающего механизма в исходное положение.
Вспомогательный вал имеет постоянное число оборотов, рас-
считываемое по уравнению
= 1450 120 об/мин.
При включении муфты 4 с помощью кулачков барабана 7 при-
водятся во вращение зубчатые колеса z = 57, 76 и 38, вал XII,
конические зубчатые колеса z = 23 и 46, вал XIII, на конце кото-
рого находится диск с пальцем. За один полный оборот вала XIII
мальтийский крест, посаженный на вал XIV, а следовательно, и
револьверная головка 6 повернутся на угол 60°, при этом предва-
рительно происходит отвод фиксатора при помощи кулачкового
выступа, находящегося на торце конического зубчатого колеса
z = 46. После каждого перехода муфта 4 включается и револьвер-
ная головка отводится в крайнее заднее положение, где последняя
поворачивается, и цикл работы повторяется.
Для наладки станка служит маховик, расположенный на пра-
вом конце вспомогательного вала V. После установки всех кулач-
ков вручную проворачивают маховик и следят за их действиями,
если все кулачки и механизмы работают согласованно, включают
электродвигатель, приводящий во вращение вспомогательный вал.
§ 6. НАСТРОЙКА АВТОМАТА МОД. 1А136'
На данном станке шпиндель III (рис. 67) имеет бесступенчатое
регулирование чисел оборотов в обоих направлениях. Это дает
возможность изменять число оборотов шпинделя для каждого пово-
рота револьверной головки. Как было сказано выше, вспомогатель-
ный вал V вращается с п = 120 об/мин. Но так как распределитель-
ный вал X получает вращение от вспомогательного вала V, можно
определить число оборотов распределительного вала X:
29 а с 1 . 1 а с ~.
Пр.в —Пв.втд-у ^-‘40 — 1,1 • у 7 об/мин,
где а, Ь, с и d — сменные зубчатые колеса.
130
Обработка одной детали на автомате происходит за один оборот
распределительного вала X, время, затраченное на изготовление
одной детали, Тц определяется по формуле
„ 60 60 d b с, с d b
Тп —----= Т-:-------— 54,5------сек.
ц пР'в 1,1 с а с а
После подсчета продолжительности цикла Тц для обработки
данной детали определяем сменные зубчатые колеса
а с 54,5
Число оборотов в минуту вала XI, а следовательно, и бараба-
нов механизма подачи 13 и зажима прутка 12 выражается уравне-
нием
Пп.= пе. в = 120 Ц = 60 об!мин.
Это число оборотов в минуту постоянное. Так как подача прутка
и зажим его осуществляются за один оборот барабанов, продолжи*
тельность этой операции
, 60 1
tn. з — go — 1 сек.
Время, затраченное на поворот револьверной головки на угол
60°, определяется полным поворотом диска с пальцем, сидящим
на валу XIII. При этом и мальтийский крест поворачивается также
на угол 60°. Время поворота револьверной головки определяется
из уравнения
_ 60 1
tn. р.2 — — Y >
пв. в 1
57 76 23
где передаточное отношение t = = 0,75.
Подставляя в уравнение значение i, получаем
Up.г — 120 • — 0,667 сек.
Числа оборотов шпинделя настраиваются рукоятками, установ-
ленными на пульте настройки автомата. В процессе работы станка
настройка автоматически изменяется при каждом повороте револь-
верной головки. Также может быть изменено и направление враще-
ния шпинделя.
Пример расчета настройки автомата. Настройка автомата со-
стоит в разработке технологического процесса, выборе нормальных
и проектировании специальных режущих инструментов, выборе
режимов резания для всех переходов, расчете времени вспомога-
тельных движений и штучного времени обработки детали, расчете
и проектировании кулачков [40]. В табл. 8 показаны эскизы пере-
б*
131
Расчетный лист настройки автомата мод. 1А136
Таблица 8
Наименова- ние детали Эскиз Измерительные инструменты Продолжительность цикла и производительность Фактическая производительность
Штуцер 3 8 25 Линейка, штангенцир- куль, резьбо- вые пробки и кольцо 100 ПЦ пР Д' Ар = 2217^ = 2861 оборот ^пизд ц п шп 60-2861 ___ 1050 163’5 Сек 3600 а = -^== 1 ц 3600 ~ 163,5 ~ 22 шпгц
^0 1*45° * iL
2 со ” X;
ж
V 18 г
— и + 5° _ 20 ~
Т 30 т-
* 50
№ перехода Скорость реза- ния v в м/мин Число оборотов шпинделя п в минуту Коэффициент приведения а Сменные зубча- тые колеса а, Ь, с, d Установленное расстояние от револьверной головки до шпинделя в мм Разряд наладчика Разряд работы оператора Число станков, обслуживаемых одним рабочим Охлаждение Материал и марка Заготовка в мм Твердость
3 5,6 8 10 13 16 115,5; 75 72 33 5 7,5 73 1050 1050 1580 100 300 680 1 1 0,655 10,5 3,5 1,54 20, 80 45 и 60 173 5 4 3 Сульфо- фрезол Сталь А12 Ф 35 X 3000 ГОСТ 7417-57 НВ 190
Продолжение табл. 8
Наименова- ние рабочего суппорта Эскиз обработки по переходам Наименование переходов Путь 1 в мм Подача s в мм!об Потребное число обо- ротов шпин- деля на переходы Кулачковый диск
Сотые Радиусы
Рабочий ход Для расчета рабочие ходы вспомога- тельные ходы от до от до
Суппорт револьверной головки Позиция головки 1 L Подача прутка до упора 2. Переключение револь- верной головки — — — — — 1 2,5 0 1 1 3,5 60 63 64 63
—
2 3. Обтачивание диамет- ров 34 и 24 мм 4. Переключение револь- верной головки 54 0,12 450 450 15,5 3 3,5 19,2 19,2 22,2 64 88 118 88
l2^\
>-
1 *— —• \ <9
3 5. Обтачивание диамет- ров 15,77_0,12 мм и центрование 6. Зачистка 7. Переключение револь- верной головки 31 0,15 । । ю 1 > 3 207 1 1 0,5 4 22,2 29,4 29,9 29,4 29,9 33,9 89 120 81 120 120 81
t3-93\
S' —
Продолжение табл. 8
Наименова- ние рабочего суппорта Эскиз обработки по переходам Наименование переходов Путь 1 в мм Подача 5 в мм!об Потребное число обо- ротов шпин- деля на переходы Кулачковый диск Сотые Радиусы
Рабочий ход Для расчета рабочие ходы вспомога- тельные ходы ОТ ДО от до
Суппорт револьверной головки I % 4 У Д сч=-108 / Ц 8. Сверление отверстий диаметром 6,7 мм и обтачивание фаски 1 X 45° 9. Переключение револь- верной головки 23 0,06 350 230 8 4 33,9 41,9 41,9 45,9 82 71 105 71
5 Ls-113 1 10. Нарезание резьбы 1М 16 X 1,5 мм 11. Сбег плашки 12. Переключение ре- вольверной головки 28 28 1,5 1,5 19 19 200 200 7 7 4,5 45,9 52,9 59,9 52,9 59,9 64,4 72 97 50 97 72 50
т’ —
L6 = I3S 13. Нарезание резьбы М8 х 1,25 14. Вывод метчика 15. Переключение револь- верной головки 21 21 1,25 1,25 17 17 60 60 2,1 2,1 (2) 64,4 66,5 (97) 66,5 68,6 (99) 54 73 50 73 54 50
Продолжение табл. 8
Наименова- ние рабочего суппорта Эскиз обработки по переходам Наименование переходов Путь 1 в мм Подача 5 в мм}об Потребное число обо- ротов шпин- деля на переходы Кулачковый диск Сотые Радиусы
Рабочий ход Для расчета рабочие ходы вспомога- тельные ходы ОТ ДО ОТ ДО
| Поперечные суппорты Перед- ний В 50, 16. Обтачивание канавки до диаметра 28 мм и фаски 1,5 X 45° Зачистка 3,5 0,03 117 (180) (6,2) (0,5) (68,6) (75) (75) (75,5) 57,5 61 61 61
Верхний Задний 17. Обтачивание фаски 1,5 X 45° Зачистка 18. Отрезка Отвод отрезного резца 2,5 18,3 0,03 0,035 84 525 (129) 810 (4,5) 28,4 (0,5) 3 68,5 (73) 68,6 97 (73) (73,5) 97 100 57,5 60 56,7 75 60 60 75 35
Итого пр = 2217; Хр = 77,5; /<„ = 22,5.
ходов, начиная с подачи материала. Режущий инструмент и дер-
жавки показаны схематично в крайнем рабочем положении. При
заполнении таблицы записывается длина державок с инструмен-
тами, с учетом от 0,5 до 5 мм, добавленных для компенсации воз-
можных ошибок при наладке станка и при изготовлении кулачков.
Определяем длину рабочего хода инструмента. В нашем при-
мере инструмент совершает путь (переход 3): I = 53 + 1 =
= 54 мм; переход 5: I = 30 + 1 = 31 мм; переход 8: I =
= 20 + 0,3-6,7 + 1 = 23 мм; переход 10:1 = 25 + 2-1,5 = 28 мм;
переход 13: I = 18 + 2-1,25 = 20,5 мм (принимаем 7 = 21 мм);
1 34— 28 I л К Q К 1 *7 / 34—31 । ।
переход 16:1 = —----1" 0,5 = 3,5 мм; переход 17: Z = —--Ь 1 =
= 2,5 мм; переход 18: I = у + 1 + 0,3 = 18,3 мм (где 1 мм —
перебег отрезного резца за центр; 0,3 мм — зазор). Получен-
ные результаты записываются в графу «Путь». Определяем ве-
личину подач s по нормативам и результаты заносим в графу «По-
дача» (табл. 8). Обработка ведется резцами из твердого сплава;
дисковый резец изготовлен из быстрорежущей стали.
Определяем число оборотов шпинделя, необходимое для вы-
полнения отдельных рабочих переходов, по формуле
Пп=— оборотов,
где I — длина хода инструмента на данном переходе в мм;
s — подача инструмента в мм!об.
В выбранном примере получаем следующие значения:
54 0,12 = 450 оборотов; 21 17 дг = 725 = 17 Оборотов;
31 0,15 = 207 оборотов; пП1в = =117 оборотов;
23 0,06 = 350 оборотов; 2 5 пП17 = д-5з=84 оборота;
^/110 28 1,5 = 19 оборотов; 18,3 ео_ , n»is = п7Йк = 525 оборотов.
Полученные результаты при несовмещенных переходах заносим
в табл. 8, а совмещенные значения в других графах берем в скобки.
По нормативам режимов резания на токарных автоматах выбираем
скорость резания и число оборотов шпинделя для отдельных ра-
бочих переходов. Вначале составляем план обработки для каждого
рабочего перехода, выбираем скорость резания. При этом необхо-
димо учитывать качество обрабатываемой поверхности, условия
работы, материал режущего инструмента. Для несовмещенных
переходов принятые скорости резания: при обтачивании диаметра
34 мм — v = 115,5 м/мин (переход 3); при обтачивании диаметра
15,88 мм — v = 72 м!мин (переход 5); при сверлении диаметра
136
6,7 мм — v = 33 м/мин (переход 8); при нарезании резьбы 1М16 X
X 1,25 — v = 5 м/мин (переход 10); при нарезании резьбы М8 х
X 1,25 — v = 7,5 м/мин (переход 13); при отрезке диаметром
34 мм — v = 73 м/мин (переход 16). Сообразно выбранной скорости
резания определяем число оборотов шпинделя для каждого перехода
по формуле
lOOOt, Л/
об мин,
где d — диаметр обрабатываемой детали в мм.
После вычисления числа оборотов шпинделя для каждого пере-
хода берем ближайшее значение по паспортным данным: пшп =
= 1050; 1580; 100; 300 и 680 об/мин.
Почти все переходы осуществляются при различных числах
оборотов шпинделя в минуту, следовательно, количество оборотов
шпинделя, занесенное в графу «Потребное число оборотов шпинделя
на переходы» (табл. 8), не соответствует затратам времени на вы-
полнение этих переходов. Для расчета наладки определяем приве-
денные количества оборотов шпинделя, пропорциональные затра-
там времени. В основу берем число оборотов шпинделя посн. шп =
= 1050 об/мин, при котором происходит максимальное число пере-
ходов. Приведенное число оборотов шпинделя для других перехо-
дов определяется умножением действительно необходимого коли-
чества оборотов шпинделя на коэффициент приведения Я. Коэф-
фициент приведения равен отношению основного числа оборотов
в минуту шпинделя п0Сн.шп к основному числу оборотов шпинделя
в минуту, при котором выполняется данный переход пШП9 т. е.
К
__ посн. tun
Пшп
следовательно, для переходов 3 и 5
Ю50 .. п
1050 Для
^о = ~=1О,5; ^3 =
Кз и Кв =
1050
перехода 8 = =0,665;
1 DoU
1050 о с „ 1050 .
: зоо “~3,5 и /С18 — 680 — 1,54.
Откуда количество оборотов шпинделя, необходимое для выпол-
нения всех рабочих переходов при полном изготовлении одной де-
тали,
пр = 450 + 207 + 230 + 200 +200 + 60 + 60 + 810 = 2217 оборотов.
Радиусы кулачков и его определение. Для кулачка револьвер-
ной головки необходимо определить минимальный радиус. Он
равен заданному максимальному радиусу кулачка минус наиболь-
ший ход револьверной головки:
Я5 = Яшах - 1ь = 120 - 31 = 89 мм.
137
Эта величина — начало кривой при обтачивании диаметра
15,88-о>12 мм. Остальные радиусы Rx = 64 мм; R3 = 118 мм; R3 =
== 64 мм; R8 = 105 мм; Rs == 82 мм; Rlo = 97 мм; Rio = 72 мм;
R13 = 73 мм; Ria = 54 мм.
Для осуществления постепенного врезания инструмента необхо-
димо к ходу инструмента всех суппортов прибавить величину
зазора от 0,5 до 2 мм. Кроме того, нужно путь отрезного резца удли-
нить, чтобы произошла зачистка выступающей части заготовки
после отрезки детали.
На 10—12% длины резьбы уменьшается радиус кулачка при
окончании нарезания резьбы. Радиусы переключений револьвер-
ной головки необходимо уменьшить на 1—1,5 мм. Радиусы кривых
поперечных суппортов определяются разностью между максималь-
ным радиусом кулачка (в данном случае 75 мм) и длиной хода
инструмента. В нашем примере при протачивании канавки диамет-
ром 28 мм главная режущая кромка резца не доходит до оси обра-
батываемой детали на 14 мм. Отсюда наибольший радиус кулачка
переднего суппорта на данном переходе R = 75 — 14 = 61 мм,
а начальный R' = 61 — 3,5 ==- 57,5 мм (3,5 мм — это рабочий ход
дискового резца). Задний суппорт начинает отрезку, когда радиус
кулачка R' = 75 — 18,3 == 56,7 мм.
Определение исходных данных для изготовления кулачков.
Заготовку кулачка делим лучами на 100 равных частей и опреде-
ляем количество лучей, приходящихся на каждый вспомогатель-
ный и рабочий переход. Из таблиц паспорта станка определяем
количество лучей, приходящихся на каждую вспомогательную
операцию. Их сумма
Rezz= 1 + 2,5 + 3,0 4" 0,5 -J- 4 -J- 4 -|- 4,5 3 = 22,5 сотых.
На рабочие несовмещенные переходы остается
Rp= 100-22,5 = 77,5 сотых.
Определяем число оборотов для всего цикла
100 2217-100 ООС1 Л
ич— 100 — Кв~ 77,5 — 2861 оборот-
Определяем количество оборотов, приходящихся на один ра-
бочий луч, по формуле
Пр 2217
= = = 28,6 °61ЛУЧ-
Количество лучей, приходящихся на каждый переход, опреде-
ляем по формуле
= лучей.
138
Подставляя значения, находим количество лучей для рабочих
ходов:
Ал3 —28,6 «15,7лучей; Кл13 = 60 : 28,6^ «2,1 луча;
К - 207 ~ Л^5““ 28,6 " «7,2 луча; Кл14 = 60 28,6 Я «2,1 луча;
К 230 - Лл8“28,6 " «8 лучей; Кл16 = 180 28,6 " «6,2 луча;
„ — 200 - Лл1° 28,6 " «7 лучей; 120 _ 28,6" «4,2 луча;
„ _ 200 ЛлИ— 28,6^ «7 лучей; Кл18 = 810 _ 28,6^ «28,4 : луча
Полученные данные о количестве лучей, приходящихся на
каждый переход, заносим в графы табл. 8 расчетного листа в после-
довательном порядке нарастающим суммарным значением вспомо-
гательных и рабочих лучей в пределах одного рабочего цикла,
т. е. от нуля до ста.
Время, затрачиваемое на изготовление одной детали, опреде-
ляем по формуле
•р _ ^пцикла
1 ц—
rt'OCH. шп
60.2861
1050
163,5 сек,
где Тц соответствует и равно 1шт. По паспортным данным станка
принимаем 1шт = 163 сек. Время рабочих переходов, т. е. машин-
ное время
ПрбО 2217 • 60
*я==~^ = 1050
127 сек.
Время, затраченное на холостые переходы,
tx = tum — tM = 163 — 127 — 36 сек.
Сменные зубчатые колеса а, Ь, с и d подбираются по формуле
а с ____54,5___20 60
Т’У “"163 *“ 80*45’
откуда а = 20; b = 80; с = 60 и d = 45. Сменные зубчатые колеса
можно подобрать и по паспорту станка.
Количество деталей, изготовляемых автоматом в час, опреде-
ляется по формуле
п_3600
1 ц
3600
163
22 шт/ч.
139
Когда полностью заполнен расчетный лист, можно приступить
к .вычерчиванию кулачков. На рис. 68 показан кулачок револьвер-
ной головки, построенный на основании данных расчетного листа.
§ 7. НАЛАДКА АВТОМАТА
Приступая к наладке, наладчику необходимо ознакомиться
с расчетным листом, формой и размерами заготовки, а также раз-
мерами обрабатываемых участков детали, с допусками на эти
размеры и качеством поверхности (классом чистоты). После про-
верки возможности изготовления детали на выбранном станке и на
запроектированных режимах, т. е. скоростях резания и подачах,
необходимо просмотреть эскизы обработки и запроектированный
инструмент. После выполнения этих работ наладчик снимает с ав-
томата державки и инструмент револьверной головки и поперечных
140
суппортов, кулачки, управляющие перемещением револьверной
головки и поперечных суппортов. Для снятия кулачка револьвер-
ной головки (рис. 69) необходимо отвинтить гайку 4 вала 10. а для
снятия кулачков поперечных суппортов 11. 12 и 13 (рис. 70) необ-
ходимо отвернуть гайку 5. ос-
вободив гайку 2. и переместить
муфту 14 влево к барабану 1.
При этом разъединяют распре-
делительный вал X. что позво-
ляет легко снять гайку 5 и
кулачок верхнего суппорта 13.
Затем отвинчивают гайку 6.
снимают кулачок 12 заднего
суппорта, зубчатое кольцо 7.
муфту 8 и кулачок 11 перед-
него суппорта. После подбора
необходимого инструмента и
кулачков согласно расчетному
листу наладки, а также про-
верки исправности державок
приступают к установке тре-
буемого числа оборотов шпин-
деля и сменных зубчатых ко-
лес а. Ь. с и d. Порядок уста-
Рис. 69. Установка и закрепление кулач-
ка револьверного суппорта
новки кулачка 3 револьвер-
ного суппорта (см. рис. 69) на вал 10 следующий: берут кулачок
в руки и держат таким образом, чтобы лучи, нанесенные на нем,
были с правой стороны, а подъемы кулачка направлены в сторону
станка. В случае отсутствия лучей на кулачке кулачок берется
таким образом, чтобы подъемы кулачка шли от рабочего в сторону
станка. При этом наладчик должен стоять сзади торца автомата со
стороны гитары лицом в сторону автомата. В этом положении кула-
чок 3 ставят на втулку так, чтобы отверстие его попало на штифт 1
втулки 2 и закрепляют гайкой 4 и винтом 7 и переходят к уста-
141
новке сменных колес а, Ь, с и d. Порядок установки сменных зуб-
чатых колес следующий: устанавливают колесо d, затем с (см.
рис. 69), если эти колеса имеют плохое сцепление или не сцепляются,
необходимо подвинуть ось в нужное направление с последующим
ее закреплением. Затем ослабляют гайку 9 крепления гитары,
устанавливают сменные колеса а и b и перемещают всю гитару до
их сцепления. После этого закрепляют сменные зубчатые колеса
и гитару гайками 6 и 8. Для определения правильного зацепления
сменных зубчатых колес необходимо повернуть маховик 5. Враще-
ние колес должно быть плавное и без рывков. Кулачки поперечных
суппортов устанавливают в следующей последовательности. Вна-
чале зубчатое кольцо 9 (рис. 70) соединяют с кулачком 11 перед-
него суппорта при помощи штифта, запрессованного в кольцо 9.
Кольцо с кулачком ставят таким образом, чтобы нулевое деление
на кольце 9 совпало с чертой на кольце 10. После этого на распреде-
лительный вал X устанавливают на шпонку втулку 8. Зубчатое
кольцо 7 с помощью штифта соединяется с кулачком заднего суп-
порта 12, а с помощью зубьев — с втулкой 8. Нулевое деление на
кольце 7 должно совпадать с чертой на втулке 8. Кулачки на валу
закрепляют круглой гайкой 6. Для установки кулачка верхнего суп-
порта 13 вначале соединяют его с зубчатым кольцом 4 с помощью
штифта и надевают на вал. Зубчатые кольца 3 и 4 соединяют при
помощи зубьев таким образом, чтобы нулевое деление на кольце 4
приходилось против черты на кольце 3. После этого с помощью гай-
ки 5 слегка вручную прижимают кольцо 4 и кулачок 13. Затем сое-
диняют оба конца распределительного вала муфтой 14 и оконча-
тельно закрепляют кулачок 13 с помощью гаек 2 и 5. Кулачки
устанавливаются на распределительном валу в последовательности
их работы согласно расчетному листу настройки автомата.
Кулачки переключения револьверной головки устанавливают
на барабане 7 (см. рис. 67), причем три кулачка устанавливают на
правой и три кулачка на левой стороне барабана. Кулачки уста-
навливают друг от друга на расстоянии, соответствующем времени
обработки детали на каждом переходе, согласно расчетному листу
настройки автомата. Правильность установки проверяют при
включении вспомогательного вала и наблюдении за работой кулач-
ков, а следовательно, и за поворотом револьверной головки, срав-
нивая с данными затраты времени на каждый переход по расчетному
листу. Кулачки отжима цангового патрона, подачи и зажима за-
готовки устанавливают на барабанах 12 и 13 (см. рис. 67).
Установка державок и резцов. Вначале устанавливают дер-
жавку верхнего суппорта, а в ней отрезной резец. После этого ста-
нок загружают прутком, для чего необходимо отвернуть и сместить
гайку 3 (рис. 71) и передний прижим 4 трубы 2, а трубу 2 передви-
нуть на себя и вложить в нее со стороны станка пруток. Затем
трубу 2 вместе с прутком 1 ставят на место и закрепляют прижи-
мом 4 и гайкой 3. Вставленный в трубу пруток продвигают рукой
142
через губки клещей до тех пор, пока он не упрется в подающую
цангу. После этого с помощью рукоятки 5 и клещей 6 перемещают
цангу в сторону станка до упора. Клещи 6 губками зажимают
пруток и направляют его в подающую цангу. После этого отпускают
рукоятку 5 и пружина отталкивает ее назад, в это время губки кле-
Рис. 71. Устройство для подачи прутка в автомате
щей разжимаются. Так повторяется до тех пор, пока конец прутка
не покажется из шпинделя станка. После зажатия прутка в зажим-
ной цанге отрезают его выступающую часть отрезным резцом,
включив левое вращение шпинделя. Одновременно проверяют ра-
боту отрезного резца, т. е. правильность установки его по центру.
Далее устанавливают в револьверной головке упор, регулируют
его на длину подачи прутка, указанной в расчетном листе, и за-
крепляют упор. В это время ролик рычага зубчатого сектора должен
143
стоять на участке подачи прутка кулачка револьверной головки.
Далее, путем вращения вручную маховика вспомогательного вала
пруток подают до упора и при помощи отрезного резца произво-
дится его надрезка.
Расстояние от торца прутка до надрезки измеряют линейкой;
оно должно быть равно длине изготовляемой детали согласно
эскизу. Убедившись, что получаемая длина соответствует заданным
размерам, приступают к установке державки с проходным резцом
в револьверную головку. Резец устанавливают так, чтобы его глав-
ная режущая кромка находилась по центру обрабатываемой заго-
товки. После того как резец закреплен, его подают на заготовку и
протачивают пруток вручную на длину 3—5 мм. Суппорт возвра-
щают в исходное положение, останавливают станок и измеряют
обработанную часть прутка. Если
размер по диаметру не выдержан, не-
обходимо произвести смещение резца
в необходимую сторону, после чего
обработку необходимо повторить. Пос-
ле окончания регулирования второй
позиции револьверной головки пере-
ходят к третьей. В этой позиции
необходимо установить центровочное
сверло и проходной резец. Для удоб-
ства установки выбирают самоцентри-
рующую державку, в которой сверло
Рис. 72. Установка центровоч-
ного сверла и резца устанавливают по центру шпинделя
станка. При засверливании заготовки
центровое отверстие должно быть чистое и правильной геометриче-
ской формы. Если внутри центрового отверстия по оси образуется
выступ, это значит, что необходимо сместить сверло или правильно
его заточить. В четвертой позиции сверлят и обтачивают фаски. Для
закрепления сверла выбирают самоцентрирующую державку, в ко-
торой закрепляют сверло (рис. 72) и резец для проточки фаски,
чтобы сверло было точно сцентровано, необходимо слегка отпустить
болты 3 и подвести револьверную головку к заготовке.
Сверло 2, попадая в углубление зацентровки, самоудерживается
по центру детали. Не выводя сверла из зацентрированного отвер-
стия, державку закрепляют болтами 3. Установку резца по центру
детали осуществляют путем регулирования болтами 1 с последую-
щим их закреплением. Включают вращение шпинделя и при руч-
ной подаче сверлят отверстия с последующей проверкой его длины.
В пятой позиции нарезают наружную резьбу. После обработки
поверхности под нарезание резьбы устанавливают плашку в дер-
жавку и нарезают резьбу. Во время обработки необходимо наблю-
дать за правильностью перемещения револьверной головки и осо-
бенно за процессом нарезания резьбы. После обработки детали про-
веряют ее размеры и длину резьбы. Если нарезана короткая резьба,
144
кулачок переключения с правого на левое вращение перемещают
от себя. Если же резьба получилась некачественная, это значит,
что плашка упирается в буртик заготовки. В этом случае кулачок
переключения с правого на левое вращение шпинделя перемещают
Рис. 73. Схема револьверной головки автомата мод. 1А136:
1 — револьверная головка; 2 — фиксатор; 3 — пружина; 4 — двупле-
чий рычаг; 5 — рукоятка ручного отвода фиксатора; 6 — ось рычага;
7 — мальтийский крест с шестью пазами а; 8 — ведущий диск; 9 и
12 — конические зубчатые колеса; 10 — ролик ведущего диска; 11 — па-
лец ролика; 13 — широкое зубчатое колесо; 14 — валик; 15 — паразит-
ное зубчатое колесо; 16 — резьбовая втулка для регулировки положения
револьверного суппорта относительно торца шпинделя; 17 — пружина от-
тягивания револьверной головки назад на участках спада кулачка 19;
18 — ползун-рейка; 19 — кулачок; 20 — зубчатый сектор; 21 — тяга;
22 — шатун; 23 — кривошипный вал
на себя. В шестой позиции происходит нарезание внутренней резьбы
метчиком. Этот процесс аналогичен нарезанию наружной резьбы,
а наладка идентична. На рис. 73 показана схема револьверной
головки автомата мод. 1А136.
§ 8. НАИБОЛЕЕ ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ НЕПОЛАДКИ ПРИ
ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМАТОВ И МЕРЫ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ
Для того чтобы устранить встречающиеся неполадки при экс-
плуатации токарно-револьверных автоматов, могущие вызвать брак
обрабатываемых деталей, каждый наладчик должен знать виды
возможных неполадок, причины их возникновения и меры их
устранения. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся неполадки.
1. Ось отверстия обрабатываемой заготовки при сверлении
уводит в сторону. Причиной может быть недостаточная по глубине
центровка отверстия или неправильная заточка сверла.
145
2. Не включается подача пруткового материала; это может
быть в результате заедания муфт сцепления, вследствие ее загряз-
нения или отсутствия смазки, неправильного исполнения кулачка
включения на барабане распределительного вала, неправильного
положения эксцентрикового пальца, разъединения муфты сцепле-
ния.
3. Подача прутка происходит несколько раз подряд; это может
быть в результате неправильного исполнения кулачка переключе-
ния на барабане распределительного вала или заедания отталкиваю-
щего стаканчика с пружиной кулачка переключения на двуплечем
рычаге.
4. Длина обработки больше или меньше требуемой; объясняется
это тем, что участок рабочего подъема на кулачке для обработки
не соответствует заданной длине, отвернулась зажимная гайка 4
(см. рис. 69), прижимающая кулачок 3 револьверной головки, сла-
боподающая цанга, которая не подает пруток до упора, пруток
зажимается в зажимной цанге слабо, что может быть в результате
недостаточной силы зажима, чрезмерного износа кулачков зажима,
износа выработки конуса нажима зажимной муфты, износа зажим-
ной цанги, ролик на доске для поворота мальтийского креста не
становится в одну линию с осью диска и осью паза мальтийского
креста, велик продольный зазор в опорах шпинделя, для чего необ-
ходимо отрегулировать упорный подшипник.
5. Биение наружной поверхности заготовки относительно от-
верстия или биение обрабатываемого участка по отношению к необ-
работанному может быть вследствие несовпадения отверстия зажим-
ной цанги с отверстием подающей цанги, износа отверстия зажимной
цанги, несовпадения оси шпинделя с осью гнезда револьверной
головки, биения шпинделя станка или попадания стружки между
конусом цанги и конусом стакана.
6. Потеря размера по диаметру при обработке заготовки инстру-
ментами, установленными в револьверном суппорте, что происходит
в результате качания державки в гнезде револьверной головки
(необходимо болты крепления державки затянуть, сменить скошен-
ные сухари), большого вылета заготовки из шпинделя, поперечной
качки револьверного суппорта в процессе работы, продольной качки
револьверной головки, дрожжания револьверной головки в гнездах
фиксатора вследствие их разработки или износа конуса — фикса-
тора.
7. Поверхность детали получается дробленная. Это возникает
вследствие увеличения зазора в опорах шпинделя, чрезмерного за-
зора в направляющих суппорта, слабого крепления резцов и дер-
жавок, овальной формы обрабатываемого материала, установки
резца не по центру.
8. Размер по диаметру отверстия не соответствует действитель-
ному, что зависит от неправильной заточки сверла или чрезмерного
биения шпинделя.
146
9. Поверхность торца заготовки после отрезки получается
вогнутой, что объясняется неправильной установкой отрезного
резца (не перпендикулярно к оси детали), тонкой головкой у резца
и неправильной заточкой.
10. Поверхность торца заготовки после отрезки получается вы-
пуклой, что может быть в результате затупления отрезного резца
или неправильной его заточки и установки.
11. Задний торец детали получается нечистым, что зависит от
геометрии резца или слишком большой подачи в результате непра-
вильного расчета кулачка.
12. На детали получается конусная резьба; объясняется непра-
вильной установкой плашки в плашкодержателе или чрезмерным
износом направляющих плашкодержателя.
13. На нарезаемой детали получается неполная резьба, что мо-
жет быть вследствие уменьшенного диаметра заготовки.
14. На детали нарезается неполная длина резьбы, что зависит
от преждевременного переключения шпинделя или малого плашко-
держателя.
15. На детали получается полная резьба, что имеет место при
неправильном диаметре рабочей части плашки.
16. При нарезании детали получается уменьшенный диаметр
резьбы в результате малого диаметра плашки.
17. Ненормально работает револьверная головка, т. е. пропус-
кает переключение, что возникает в результате износа кулачка пе-
реключения на барабане распределительного вала, неправильного
положения на двуплечем рычаге эксцентричного пальца (высоко
вывернут) или заедания муфты сцепления на вспомогательном
валу.
18. Выключение автомата во время работы может быть вслед-
ствие использования некалиброванного материала, малого диаметра
прутка, неправильной регулировки пружины механизма автомати-
ческого останова автомата.
§ 9. ТОКАРНЫЙ ШЕСТИШПИНДЕЛЬНЫЙ АВТОМАТ МОД. 1240-6
Станок, общий вид которого показан на рис. 74, предназначен
для изготовления деталей из прутка и применяется в массовом и
крупносерийном производствах.
Работу станка рассмотрим по кинематической схеме, показанной
на рис. 75.
Главное движение (вращение шпинделей). Движение осуще-
ствляется от электродвигателя с п = 1450 об!мин через клиноремен-
ную передачу с диаметрами шкивов 124 и 317 мм. вал II. далее смен-
ные зубчатые колеса а и Ь. на вал ///. Вал III может передать на
пустотелый вал IV а две пары скоростей через зубчатые колеса z = 25
и 67 или z — 55 и 37, зубчатые колеса z = 45 и 45 центрального
вала V. на котором посажено зубчатое колесо z — 49, сцепляемое
147
4 5 6
1
Рис. 74. Шестишпиндельный автомат мод. 1240-6
Узлы станка 1 — станина; 2 — транспортер стружки; 3 — стойка для поддержки прутков; 4 — траверса для распределительного
вала; $ — циклоуказатель; 6 — электродвигатель привода распределительного вала при наладке; 7 — продольный суппорт; 8 — попе-
речный суппорт
с шестью зубчатыми колесами z — 38, закрепленными на шести шпин-
делях. Уравнение кинематической цепи главного движения имеет
вид
1ЛКП ЛПОК 124 а 25 45 49 /Г/
Пшп 1 — 1450 • 0,985 • 317 gy * 4g • 3g об!мин
или
а ______________________________ ПШП1
b 268,8 •
При переключении блока зубчатых колес уравнение имеет вид
пшп2 = 1450 • 0,985 • ~ - У • g • 4~ • g об/мин
ИЛИ
а Пшп2
Ь 1070,9*
Вал IV, предназначенный для сверлильных работ, получает вра-
щение от центрального вала V, зубчатых колес z = 42, 20 и А
(сменные колеса). Зубчатое колесо z — 20 с подвижной осью обес*
печивает зацепление колес z = 42 и Л. Комплект сменных колес А
состоит из трех зубчатых колес с числом зубьев А = 24, 32 и 49.
Число оборотов шпинделя определяется из уравнения.
38 42 20
Пс = Пшп • 49- ’ -29 • об!мин,
ИЛИ
пс — 32,57 ^-об/мин.
Для увеличения скорости резания или сверления сверлильный
шпиндель имеет направления вращения в противоположную сторону
основным шпинделям, а поэтому относительное число оборотов.
п = пс + пшп=пшп ^32,57-^ + 1) об/мин.
Скорость резания при сверлении
’"Ж-Т8г|32'54 + ') м/яин'
где А — сменные колеса (г = 24, 32 и 49);
dc — диаметр сверла в мм.
Для уменьшения скорости вращения резьбонарезного шпинде-
ля VI при нарезании резьбы, его вращение происходит в ту же сто-
рону, в которую вращаются и основные шпиндели. Настройка про-
исходит, исходя из заданной скорости резьбонарезания vpe3 из чис-
ла оборотов основного шпинделя в минуту пшп, числа оборотов,
резьбонарезного шпинделя npe3 и относительного числа оборотов
шпинделей основного и резьбонарезного:
ЮООУрез
Ырез.отн = (/1шп Крез) об/мин, През. отн. = и л Об/MUH.
аарез
149
При нарезании резьбы метчиком или несамооткрывающей плаш-
кой уравнение имеет вид
38 D
През — ^шп • £ Об/ MUH.
Как только плашка или метчик нарежут резьбу на заданную
глубину, муфта VII переключится с помощью кулачка, находящего-
Рис. 75. Кинематическая
схема шестишпиндельного автомата мод. 1240-6
'Ся на распределительном валу VIII, и произойдет свертывание плаш-
ки или метчика. Уравнение свинчивания плашки
38 Ж
През — Пщп дд * ОО]MUH.
Ввиду того, что основной и резьбонарезной шпиндели вращают-
ся в одну сторону, чтобы произошло свертывание плашки, сменные
колеса Ж и 3 должны быть подобраны так, чтобы абсолютное число
оборотов в минуту резьбонарезного шпинделя было значительно
больше числа оборотов в минуту основного шпинделя.
Движение подач рабочих органов осуществляется кулачками
распределительного вала. В процессе рабочего хода распределитель-
150
ный вал осуществляет медленное вращение, а как только закон-
чится рабочий ход, он приводится в быстрое вращение. Движение
распределительному валу VIII передается от центрального вала
V через цепную передачу z = 25 и 25, сменные зубчатые колеса В
и Г, червячную передачу, трехзаходный червяк и червячное колесо
z = 22, обгонный механизм, далее зубчатые колеса z = 43 и 43 и
червячную передачу, однозаходный червяк и червячное колесо
г = 42 на распределительный вал VIIL Уравнение кинематической
цепи вращения распределительного вала рабочего хода
25 В 3 43 1
в — Пц.в 25 * г * 22 * 43 * 42
где Пц,в — число оборотов в минуту центрального вала V.
Быстрое вращение распределительного вала осуществляется от
главного электродвигателя через клиноременную передачу Д = 124
и 317 мм, вал //, при включении* муфты IX вращаются конические
зубчатые колеса z = 30 и 30, обгонный механизм, зубчатые колеса
z = 43 и 43, однозаходный червяк и червячное колесо z = 42, рас-
пределительный вал VIII.
Уравнение кинематической цепи быстрого вращения распреде-
лительного вала имеет вид
, .ел л пос 124 30 43 1 ,,
в, быс — 1450 • 0,985 ♦ 317 * зо * 43 * 42 мин.
Рабочее вращение распределительного вала рассчитывается по
следующей формуле:
ар 42 43 22 £ 25 49 __
360° ‘ 1 ’ 43 ’ 3 ’ В ’ 25'38 “ Пп'
гдеар — угол, необходимый для выполнения наиболее длительной
операции;
пп — число оборотов шпинделя, необходимое для выполнения
наиболее длительной операции.
Продолжительность вспомогательных ходов определяется из<
уравнения
60 360 — ар
360 сек-
te — - -
пр. в. быс
Формула для настройки любого суппорта станка имеет вид
S = inDtgPtc мм[об,
. 38 25 В 3 43 1 л
где i = ~ • -=• • ss • то • л», т. е. общее передаточное отношение от ос-
4У zb z zz 4z
новных шпинделей к распределительному валу;
D — диаметр кулачкового барабана;
Р — угол подъема винтовой линии кулачка;
ic — передаточное отношение рычажной системы от распредели-
тельного вала к суппорту.
151
Если в процессе наладки необходимо повернуть распределитель-
.ный вал на требуемый угол, то включают отдельный элект-
родвигатель X. Уборку стружки производят с помощью специаль-
ного электродвигателях/, который через червячную передачу и зуб-
чатые колеса приводит во вращение шнековый транспортер. Центра-
лизованная смазка осуществляется двумя насосами, приходящими
во вращение от вала // через цепную передачу z = 20 и 15.
Поворот шпиндельного блока происходит от вращения распре-
делительного вала. На распределительном валу VIII жестко закреп-
лен барабан с рычагом XII. Рычаг вращает мальтийский крест,
который поворачивается на угол 60° относительно своей оси. Далее
приводятся во вращение зубчатые колеса г = 64 и 48 и зубчатые
колеса z ~ 62 и 124, чем осуществляется поворот шпиндельного
блока вместе с трубами, которые поддерживают обрабатываемые
прутки. Перед тем как произойдет поворот шпиндельного блока
с помощью кулачков, находящихся на распределительном валу, вы-
водятся фиксаторы, а также осуществляется подъем блока над пос-
тоянными опорами на величину 0,3—0,4 лш. На распределительном
валу находятся кулачки, которые с помощью системы рычага приво-
дят в движение шесть поперечных суппортов (рис. 76). Эти суппорты
взаимозаменяемые, регулировка плавного движения их осущест-
вляется с помощью регулирующих клиньев и планок. Рабочий ход
суппорта до 22 мм осуществляется рычажной системой от дисковых
кулачков. Величина рабочего хода поперечного суппорта устанав-
152
ливается с помощью переставной тяги, закрепленной на регулируе-
мом рычаге. Имеющиеся на станке две шкалы указывают установ-
ленную величину хода каждого суппорта. Производительность мно-
гошпиндельных автоматов выше одношпиндельных. По количеству
шпинделей автомата нельзя считать во столько раз увеличится
производительность его по сравнению с одношпиндельным. Это объ-
ясняется тем, что производимая обработка заготовки на многошпин-
дельном автомате на каждой позиции по времени различна. Кроме
того, следует учитывать увеличение потери по инструменту, обору-
дованию и т. д. При наладке многошпиндельных автоматов необхо-
димо стремиться к тому, чтобы время, затраченное на обработку
на первой позиции, приближалось ко времени, затрачиваемому на
остальных позициях.
Глава X
СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И РАБОТЫ,
ВЫПОЛНЯЕМЫЕ НА СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКАХ
На сверлильных станках можно производить следующие работы:
сверление в сплошном материале (рис. 77, а), рассверливание
(рис. 77, б), зенкерование отверстий, полученных литьем, штампова-
нием или предварительным сверлением (рис. 77, в, г), развертывание
цилиндрических (рис. 77, д) и конических отверстий, нарезание внут-
154
ренней (рис. 77, ё) и наружной резьбы; подрезка платиков и бобышек
у отверстий (рис. 77, ж, з, и), зенкование (рис. 77, к) и т. д. Приме-
нение приспособлений и специального инструмента значительно по-
вышает производительность станков и расширяет их технологи-
ческие возможности, так, например, используя специальные дер-
жавки, можно производить выточку канавок в отверстиях, вырезку
круглых пластин из листа и т. д. По
степени универсальности, а также в
зависимости от конструктивных осо-
бенностей сверлильные станки могут
быть подразделены на три основные
группы.
Станки универсальные: а) одно-
шпиндельные вертикально-сверлиль-
ные — настольные, настенные, на ко-
лонне и проч; б) радиально-сверлиль-
ные — настольные, одношпиндельные
с поворотной головкой и переносные;
в) многошпиндельные с постоянным
расположением шпинделей и с пере-
ставными шпинделями. Станки спе-
циальные: для глубокого сверления,
автоматы и полуавтоматы. Сверлиль-
ные станки по производственным воз-
можностям характеризуются основ-
ными размерами: наибольшим диамет-
ром сверления, вылетом и наибольшим
ходом шпинделя; расстоянием от тор-
ца шпинделя до рабочей поверхности
стола и др.
§ 2. ВЕРТИКАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ
СТАНОК МОД. 2А135
Этот станок предназначен для об-
работки детали небольших габаритов
и веса. Это дает возможность свободно
перемещать их вручную на столе в про-
цессе установки для сверления.
На рис. 78 показан общий вид
вертикально-сверлильного станка
мод. 2А135, а на рис. 79 — его кине-
Рис. 78. Вертикально-сверлиль-
ный станок мод. 2А135
Узлы станка: А — стол; Б — шпин-
дельная бабка с коробкой подач и
подъемным механизмом; В — ко-
робка скоростей; Г — станина (ко-
лонна); Д — основание станины.
Органы управления: / — рукоятка
перемещения стола; 2 — штурвал
для подъема и опускания шпинделя
и для включения механической
подачи
матическая схема.
Главное движение — вращение шпинделя осуществляется от
электродвигателя с п = 1440 об/мин, через клиноременную пере-
дачу и шкивы диаметром d = 140 и 178 мм вращается вал /, на
котором имеется блок, состоящий из трех зубчатых колес, с помощью
155
последнего вал II получает три разных числа оборотов при переда-
чах z — 27 и 55; 34 и 48, 21 и 61, далее зубчатые колеса г = 34 и 48,
вал III, На валу III находится блок, также состоящий из трех зубча-
тых колес, с помощью которых на вал IV передается три разных
числа оборотов при передачах z == 17 и 68, 65 и 34, 35 и 50, что при-
водит во вращение пустотелый вал IV, а следовательно, и шпиндель
V, который соединен с валом IV посредством шлицев. Таким обра-
зом, на шпиндель передается девять разных чисел оборотов. Урав-
нение кинематической цепи максимального числа оборотов шпин-
деля имеет вид
1ЛЛЛ 140 Л пок 34 34 65 -/
ftmax — 1440 • * 0,985 • ♦ 48 • g4 Обj МИН,
Движение подачи осуществляется от шпинделя V, через зуб-
чатые колеса z = 27 и 50, далее z = 27 и 50, вал VI, на котором на-
ходятся три зубчатых колеса (z = 21, 25 и 30), связанных с валом
при помощи скользящей шпонки. На валу VII посажены на шпонке
неподвижно пять зубчатых колес (г = 21, 35, 51, 56 и 60), с помощью
которых можно передавать валу VIII четыре разных скорости вра-
щения. Далее движение передается на предохранительную муфту
ML, вал IX, однозаходный червяк и червячное колесо z = 45, вал X,
реечное колесо z — 14 и рейку, которая укреплена на гильзе шпин-
деля.
При перемещении гильзы со шпинделем в осевом направлении
совершается подача инструмента. Уравнение кинематической цепи
максимальной подачи шпинделя имеет вид
27 27 30 60 1 о 1у| о с 1, 1 ~
Smax — 50 • 50'51 *2! * 47 ’ 3,14 ♦ 3,5 • 14—1,6 мм/об.
Всего имеется 12 подач, но, так как одна из них повторяется, по-
лучается 11 разных подач. На рис. 80 показан шпиндельный узел.
Шпиндель 1 соединяется с гильзой и зубчатыми колесами коробки
скоростей при помощи шлицевого соединения. Он вращается в гиль-
зе 2 на радиальных шариковых подшипниках 7 и 12, При помощи
буртика 5 шпинделя и надетой на шпиндель шайбы 6, радиального
шарикового подшипника 7, прокладки 8 и упорного шарикового
подшипника 9 гильза и шпиндель перемещаются вместе в осевом на-
правлении. В верхней части гильзы 2 установлены радиальный ша-
риковый подшипник 12, шайба 13 и гайка 14, При вращении гай-
ки 14 усилие передается на шайбу 13 и верхнюю обойму ра-
диального подшипника 12\ при этом подымается вверх шпиндель 1
и тем самым устраняется осевой зазор в упорном подшипнике 9.
Гильза имеет зубчатую рейку 10 для перемещения гильзы вместе
со шпинделем в осевом направлении. Передний конец шпинделя 4
имеет конус Морзе, окно 3, предназначенное для удаления инстру-
156
<2)178 Ф1Ь0
Рис. 79. Кинематическая схема вертикально-свер-
лильного станка мод. 2А135
мента, и ушко //, слу-
жащее для крепления
груза. Подъем и опу-
скание коробки подач
происходят вручную
с червячной и реечной
передачами (рис. 79).
Подъем стола осуще-
ствляется также вруч-
ную при помощи ру-
коятки и вала X/,
конических зубчатых
Рис. 80. Узел шпин-
деля
колес г = 16 и 43 и винта подъема XI/ с шагом t = 6 мм. Выклю-
чение подачи шпинделя может производиться механически, посред-
ством муфты, на которую действует кулачок, закрепленный на
лимбе, а также поворотом штурвала в сторону против направления
его вращения при механической подаче.
§ 3. РАДИАЛЬНО-СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 2В56
Станок предназначен для обработки деталей средних и больших
размеров и деталей значительного веса. На рис 81. показан общий
вид станка, а на рис. 82 — его кинематическая схема.
Рис. 81. Радиально-свер-
лильный станок мод. 2В56.
Узлы станка: А —основание;
Б — неподвижная колонна;
В — механизм зажима пово-
ротной колонны; Г — полая
поворотная колонна; Д —
механизм подъёма, опуска-
ния и зажима траверсы; Е —
траверса; Ж — шпиндельная
бабка с коробкой скоростей
и коробкой подач; 3 — при-
ставной стол.
Органы управления: / —
рукоятка переключения ко-
робки подач; 2 — рукоятка-
быстрого ручного перемеще-
ния шпинделя и включения
автоматической подачи; 3 —
рукоятка установки автома-
тического включения пода-
чи; 4 — маховичок ручного-
медленного перемещения
шпинделя; 5 — маховичок
ручного радиального пере-
мещения шпиндельной баб-
ки; 6 — маховичок переклю-
чения коробки скоростей;
7 — рукоятка включения,
выключения и реверсирова-
ния главного электродвига-
теля
Главное движение (вращение шпинделя). Вращение шпинделя
осуществляется от реверсивного электродвигателя с п = 1400об/лшя
(рис. 82). Вращение передается приводу коробки скоростей, обеспе-
чивающей десять различных чисел оборотов шпинделя (две скорости
совпадают). Различные скорости шпинделя можно получить переме-
щением трех передвижных блоков зубчатых колес. От вала 1 через
зубчатые колеса z = 31 и 49 движение передается на вал II.
На валу II имеется блок, состоящий из трех зубчатых колес,
с помощью которых на вал III передается три разных числа оборотов
z = 40 и 40, 31 и 49, 23 и 57. Далее во вращение приходят зубчатые
колеса А и В, вал IV. На валу IV находится блок, состоящий из
двух зубчатых колес, а следовательно, на вал V передается два раз-
158
ных числа оборотов через колеса z = 22 и 48, 34 и 36. На валу V так-
же имеется блок, состоящий из двух зубчатых колес, который пере-
дает движение на вал VI, т. е. на вращение гильзы шпинделя и шпин-
делю два разных числа оборотов через зубчатые колеса z — 43 и 27,
27 и 43. Гильза соединена со шпинделем с помощью шлицевого соеди-
нения, а следовательно, шпиндель свободно может перемещаться
Рис. 82. Кинематическая схема радиально-сверлильного станка мод. 2В56
в осевом направлении. К станку прилагается два сменных колеса
с числом зубьев А = 40 и В ~ 33. Их можно менять местами, тогда ко-
личество чисел оборотов шпинделя увеличивается вдвое. Уравнение
кинематической цепи максимального числа оборотов шпинделя,
если А — 40 и В = 33, имеет вид
млл 31 40 А 34 43
nmax= 1440 • 4g-40 •-£-«36-27= 1660 об[мин.
Движение подач шпинделя осуществляется от полого вала VI,
который связан шлицевым соединением со шпинделем VII, через
зубчатые колеса z = 31 и 41, вал VIII, на котором смонтирован блок,
состоящий из трех зубчатых колес, передающих на вал IX три раз-
ных числа оборотов через зубчатые колеса z = 19 и 35, 25 и 29,
159
22 и 32, а также и на вал X передается три разных числа оборотов
через зубчатые колеса z = 29 и 29, 18 и 40, 40 и 18; далее движение
передается на зубчатые колеса z = 22 и 55, вал XI. однозаходный
червяк и червячное колесо z = 60, вал XII. зубчатое колесо г = 13
и рейку.
Уравнение кинематической цепи минимальной подачи шпинделя
имеет вид
! 31 19 18 22 1 Q 1 Л Q 1 О Л 1С Г лг
Smin — 1 * 4J * 35 * 40 • 55 * 60 ‘ 3,14 • 3 « 13 — 0,15 мм[об.
Муфта МА служит для включения и выключения подачи с помо-
щью рукоятки. При перемещении рукояток на себя фрикционная
муфта Л42 сцепляет червячное колесо z ~ 60 с полым валом XII.
включая механическую подачу. Для осуществления вручную малой
подачи необходимо блок зубчатых колес вала X перевести в нейтраль-
ное положение с последующим включением муфты М19 и при вра-
щении маховика вала XIII произойдет подача шпинделя. Плита 1
станка предназначена для установки и закрепления неподвижной
колонны и стола станка. Детали больших габаритов устанавливают
и закрепляют непосредственно на основании станка (стол снимается).
Стол станка служит для установки и закрепления обрабатываемых
деталей. Неподвижная круглая колонна 2 установлена и жестко
закреплена на основании плиты 1. колонна несет на себе все узлы
станка. Пустотелая подвижная колонна-гильза смонтирована на
неподвижной колонне и свободно вращается вокруг своей оси и
неподвижной колонны. Поворот осуществляется вручную с помо-
щью рукоятки, расположенной на правом конце траверсы 6.
С помощью механизма зажима 3 подвижная колонна фиксируется
на неподвижной, чтобы предотвратить поворот траверсы в про-
цессе работы. Последняя закреплена на наружной подвижной колон-
не. На траверсе установлена и перемещается в горизонтальном на-
правлении шпиндельная бабка 7. Подъем и опускание траверсы 6
вдоль колонны 4. а также зажим ее на наружной подвижной колонне
и освобождение осуществляются с помощью электродвигателя зубча-
тых передач z ~ 23 и 66, вала XV. зубчатых колес z = 16 и 54,
ходового винта XVI. В нижней части ходового винта XVI. находя-
щегося внутри колонны, имеются две гайки: верхняя 7 (рис 83) и
нижняя 5. Верхняя гайка вращается с винтом 1 и перемещается
вместе с траверсой 3 по винту. На наружной поверхности гайки 7
расположены кулачки. Они соединяются с кулачками, располо-
женными на внутренней поверхности втулки 6. Нижняя гайка 5
с винтом не вращается, она соединена с втулкой 6 и движется с ней
по винту. На гайке 5 имеется кольцевая наружная канавка, в кото-
рую входит вилка рычага 10. Если винт 1 не вращается, нижняя
гайка занимает положение, при котором рычаг 10 с помощью тол-
кателя 9 и рычагов 8 и 4 удерживает траверсу в зажатом состоянии
на колонне 2. Как только приводят во вращение ходовой винт 1. верх-
160
няя гайка получит свободное вращение, а нижняя гайка — переме-
щение по винту вверх, при этом повернется рычаг 10 и освободит
зажимы. При дальнейшем движении гайки нижние кулачки 6 сое-
диняются с кулачками верх-
ней гайки, рычаг 10 оставит
нижнюю гайку и траверса пе-
реместится вверх. Для оста-
новки подъема траверсы не-
обходимо отпустить кнопку
включения двигателя подъема,
после этого вал электродви-
гателя получит обратное вра-
щение; нижняя гайка начнет
двигаться вниз, рассоединится
с верхней гайкой и, достиг-
нув исходного положения,
произойдет зажим траверсы,
и электродвигатель автомати-
чески выключится. После
этого на станке можно произ-
водить обработку детали. Ме-
ханизм зажима полой пово-
ротной колонны производится
специальным электродвигате-
лем (см. рис. 82). Через чер-
вячную подачу двухзаходный
червяк и червячное колесо
г = 60 вращается винт XVII,
сжимающий хомут, который
связывает поворотную и не-
подвижную колонны. Винт
имеет дифференциальную резь-
бу с шагом t ~ 5,5 и 6 мм\
Рис. 83. Узел вертикального перемеще-
ния траверсы
при одном обороте винта хо-
мут сожмется или разойдется на разность шагов, т. е. на 0,5 мм
за один оборот. Как только зажим колонны осуществлен, электро-
двигатель автоматически выключается.
§ 4. МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЕ СВЕРЛИЛЬНЫЕ СТАНКИ
Многошпиндельные сверлильные станки в основном подразде-,
ляются на две группы: станки с постоянными шпинделями и станки,
имеющие шпиндели с регулируемым межцентровым расстоянием.
К первой группе относятся станки, имеющие одну общую станину,
на которой установлен ряд стоек. Каждая стойка имеет свой шпин-
дель с отдельным электроприводом. На этом станке можно пос-
ледовательно обрабатывать одно и то же отверстие различными режу-
6 А. И. Лисовой
161
Рис. 84. Многошпиндельная
головка сверлильного станка
щими инструментами или несколько различных отверстий одной де-
тали. Каждая стойка станка представляет одношпиндельный свер-
• лильный станок, устройство которого рассмотрено ранее. Примене-
ние многошпиндельных сверлильных станков экономит время, кото-
рое расходуется на перестановку режу-
щего инструмента и повторные установки
обрабатываемой детали, как это бывает
при работе на вертикально-сверлильных
одношпиндельных станках.
Ко второй группе относятся много-
шпиндельные сверлильные станки, кото-
рые имеют отличие от одношпиндельных
только конструкцией шпиндельной бабки.
На рис<84 показана многошпиндельная
головка с регулируемыми шпинделями,
позволяющими устанавливать их на рас-
стояние соответственно размерам обраба-
тываемой заготовки. Одновременно ве-
дется обработка всех отверстий. Головка
приводится во вращение с помощью шпин-
деля сверлильного станка /, на конце его
жестко закреплено зубчатое колесо //,
находящееся в постоянном зацеплении с
зубчатыми колесами Р, которые располо-
жены вокруг него. Зубчатые колеса 9
жестко закреплены с помощью шпонок на
валах 10 в корпусе 2. Они связаны с теле-
скопическими валами 8 при помощи шар-
нирных соединений и приводят во враще-
ние шпиндели 7 с закрепленным режущим
инструментом 5. Шпиндели 7 устанавли-
ваются на расстоянии, соответствующем
размерам отверстия обрабатываемой де-
тали, и закрепляются втулками 6, кото-
рые зажимаются в скобах 3 болтами 4.
Перестановку болтов можно произво-
дить в круговой выточке кольца 12, а ско-
радиальном и круговом направлениях.
Применение многошпиндельных сверлильных головок содействует
повышению производительности труда.
Многошпиндельные сверлильные станки применяются в крупно-
серийном и массовом производствах.
§ 5. НАЛАДКА СТАНКА
Обрабатываемую деталь в зависимости от ее габаритных размеров
можно обрабатывать на вертикально-сверлильном или радиально-
сверлильном станках. Если деталь небольших габаритов и веса, ее
бы можно перемещать в
162
обрабатывают на вертикально-сверлильном станке. Данную деталь
в зависимости от ее профиля устанавливают и крепят на столе стан-
ка, либо закрепляют в тисках, а тиски закрепляют на столе. Если
же деталь значительных размеров и веса, ее устанавливают на плиту
или стол радиально-сверлильного станка с последующим креплением.
Крепление детали должно быть надежным, так как во время сверле-
ния деталь может провернуться и вызвать травму рабочего, а также
поломку инструмента и повреждение станка. Закрепление обра-
батываемой детали осуществляют в специальных быстродействую-
щих зажимных приспособлениях, которые гарантируют надежную
фиксацию детали и ее правильную установку. В соответствии с вы-
полняемой на станке операцией подбирают и устанавливают в
Рис. 85. Методы крепления режущего инструмента на сверлильных станках
шпиндель вспомогательный и режущий инструмент. Режу-
щие инструменты на сверлильных станках закрепляются непосред-
ственно в коническом отверстии шпинделя. Если же режущий ин-
струмент имеет конический хвостовик малых размеров, тогда необ-
ходимо пользоваться переходными коническими втулками (рис. 85,а).
Применяемые инструменты с коническим хвостовиком устанавли-
ваются в коническое отверстие шпинделя и удерживаются силой тре-
ния (рис. 85, б). Инструмент имеет лапку /, которая входит в паз 2
шпинделя. С помощью незначительного удара по клину 4 через ок-
но в шпинделе 3 инструмент извлекают из шпинделя. Если режущий
инструмент имеет цилиндрический хвостовик, его закрепляют в
цанговом патроне (рис. 85, в). Патрон состоит из корпуса /, разрез-
ной цанги 2, зажимной гайки 3 и хвостовика 4. На рис. 85, г показан
быстросменный патрон, применяемый в тех случаях, когда обра-
ботка отверстий на сверлильных станках осуществляется набором
6*
инструментов, например, сверло, зенкер и развертка. Не снимая
детали со станка, применяют быстросменный патрон, который со-
стоит из корпуса 1, двух шариков 3, установленных в отверстии
корпуса, упора 5, служащего для ограничения свободного пере-
мещения кольца 4 по корпусу. В отверстие корпуса вставляется
сменная втулка 2. Чтобы сменить втулку с инструментом на
ходу станка, необходимо поднять вверх кольцо 4, при этом ша-
рики под действием центробежной силы разойдутся и втулка 2
освободится. Для закрепления втулки с другим инструментом
необходимо вставить втулку и опустить кольцо. Втулка 2 имеет
внутренний конус для установки инструмента или цанговый
зажим для инструмента, имеющего цилиндрический хвостовик.
Быстросменные патроны снабжаются комплектом втулок, в кото-
рых закрепляется необходимый инструмент до начала работы.
Нарезание резьбы в отверстиях метчиками на сверлильном станке
происходит при наличии реверсивного вращения шпинделя станка
или применением специальных реверсивных резьбонарезных голо-
вок. При нарезании резьбы в глухих отверстиях необходимо ста-
нок настроить так, чтобы после окончания нарезания резьбы сра-
ботал механизм и шпиндель начал вращаться в обратную сторону;
при этом происходит вывинчивание метчика. Для предохранения
метчика от поломки применяют предохранительные патроны, ко-
торые в случае перегрузки срабатывают, и метчик останавливается.
Кроме того, в ряде случаев необходимо плавающее крепление мет-
чика в специальном патроне. После установки детали и инструмента
приступают к выбору режимов резания, смазке станка и подводу
смазочно-охлаждающей жидкости.
$ 6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СВЕРЛИЛЬНЫХ СТАНКОВ
В процессе эксплуатации сверлильных станков могут возник-
нуть следующие неполадки:
1. Масло не подается насосом в результате низкого уровня
масла в баке или засорения сетчатого фильтра всасывающей трубки.
2. В радиально-сверлильных станках при включении рукоятки
крестового переключателя на вращение шпинделя и выводе ру-
коятки муфты из исходного положения двигатель не вращается
вследствие срабатывания нулевой защиты; для проверки необхо-
димо, чтобы станочник нажал кнопку «Зажать». Сработала тепло-
вая защита, необходимо восстановить тепловую защиту. Эту работу
выполняет электрик. Нарушен какой-либо контакт цепи; электрик
должен проверить всю цепь.
3. При включении рукоятки крестового переключателя на
перемещение траверсы нет движения, либо в конце перемещения
нет реверсирования винта. Причина может быть в том, что нару-
шен контакт в барабанном переключателе. Для устранения этой
неисправности необходимо поджать контакты.
164
4. При перемещении траверсы в крайние положения не про-
исходит отключение двигателя, а срабатывает предохранительная
муфта. Это зависит от того, что нарушен контакт в конечном вы-
ключателе; электрику необходимо проверить контакты.
5. При нажиме на кнопки «Отжать», «Зажать» механизмы не
действуют, возможно, что: а) в резервуаре недостаточно масла;
необходимо долить масло в гидрозажимы до метки на шупе; б) не-
поладки в электроаппаратуре, для устранения неполадок электрику
следует проверить всю аппаратуру.
Глава XI
РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РАСТОЧНЫХ
СТАНКОВ
Расточные станки делятся на станки универсальные и спе-
циальные и изготовляются с одним или несколькими горизонталь-
ными или вертикальными шпинделями. На универсальных стан-
ках можно производить сверление, растачивание, зенкерование,
развертывание отверстий, обтачивание торцов радиальным суп-
портом, фрезерование торцовыми фрезами и нарезание внутренней
резьбы расточным шпинделем. Универсальные расточные станки
применяются в индивидуальном и серийном производствах, спе-
циальные — в крупносерийном и массовом.
§ 2. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНОЙ
СТАНОК МОД. 2620А
На рис. 86 показан общий вид горизонтально-расточного станка
мод. 2620А, а на рис. 87 — его кинематическая схема.
Главные движения — вращение шпинделя и вращение планшай-
бы осуществляются от двухскоростного электродвигателя с п = 1440
и 2890 обIмин. От электродвигателя движение передается на вал /,
далее через зубчатые колеса z = 26 и 64 или 18 и 72 или 22 и 68
на вал II, затем через зубчатые колеса z = 19 и 60 или 44 и 35
вращение передается валу III, зубчатые колеса z — 19 и 61, вал /V,
зубчатые колеса z = 30 и 86 или, при включенной муфте 47 и 41
вращение передается на шпиндель VI. Уравнение кинематической
цепи минимального числа оборотов шпинделя имеет вид
18 19 19 30 1О с
Huin min — 1400 • 72 * фо * 01 86 — 12,5 o6jMUH,
а для минимального числа оборотов планшайбы
n»min= 1440• - Мг-^ = 8 об!мин.
I л» ии U1 УХ
В связи с тем, что некоторые числа оборотов совмещаются,
шпиндель имеет 23 различные скорости вращения, а планшайба 15
скоростей.
166
Движение подач. Осевая подача шпинделя осуществляется от
электродвигателя с п — 1500 об!мин. Через зубчатые передачи
z = 16 и 77, распределительный вал IX движение передается на
зубчатые колеса г = 45 и 36, затем четырехзаходный червяк и
Рис. 86. Горизонтально-расточной станок мод. 2620А.
Узлы станка: А — задняя стойка; Б — опорный люнет; В — станина; Г — продольные
салазки стола; Д — поперечные салазки стола; Е — поворотный стол; Ж — планшайба;
3 — радиальный суппорт; И — шпиндельная бабка; К — передняя стойка; Л — шкаф
электрооборудования; М — электромашинный агрегат
Органы управления: 1 — место для рукоятки перемещения задней стойки; 2 — место для
рукоятки точной установки опорного люнета; 3 — переносной пульт управления; 4 —
рукоятка закрепления задней стойки на станине; 5 — рукоятка закрепления поперечных
салазок; 6 — рукоятка закрепления поворотного стола; 7 — рукоятка включения, вы-
ключения и реверсирования механических подач радиального суппорта, а также ручного
перемещения суппорта; 8 — рукоятка включения, выключения и реверсирования меха-
нических осевых подач шпинделя, а также ручного перемещения шпинделя; 9 — основ-
ной пульт управления; 10 — рукоятка включения и выключения вращения планшайбы;
11 — грибок электровариатора для выбора величин подач всех рабочих органов и их уста-
новочных перемещений; 12 — рукоятка централизованного селективного механизма пе-
реключения скоростей вращения шпинделя и планшайбы; 13 — рукоятка закрепления
расточного шпинделя; 14 — рукоятка закрепления шпиндельной бабки на направляю-
щих передней стойки; 15 — место для рукоятки ручного перемещения шпиндельной
бабки и опорного люнета; 16 — место для рукоятки ручного продольного перемещения
стола; 17 — рукоятка включения и выключения механических продольных перемещений
стола; 18 — рукоятка включения, выключения и реверсирования механических переме-
щений шпиндельной бабки и стола в поперечном направлении; 19 — рукоятка закрепле-
ния продольных салазок стола на станине; 20 кнопочная станция управления быстрыми
круговыми перемещениями стола; 21 — место для рукоятки поперечного перемещения
стола; 22 — место для рукоятки ручного поворота стола
червячное колесо z = 29. При перемещении зубчатого колеса
z = 35, свободно сидящего на валу, вправо, произойдет соеди-
нение с кулачковой муфтой, которая жестко закреплена на валу.
Следовательно, при вращении вала движение передается через
зубчатые колеса z = 35 и 37, затем зубчатые колеса z = 21 и 48,
зубчатые колеса z = 40 и 35 на трехзаходный ходовой винт с ша-
167
8
гом t = 20 мм. Уравнение кинематической цепи максимальной
осевой подачи шпинделя имеет вид
_ 1 клл лл 45 4 .. 35 21 40 о ОА , СОЛ . с
Stun max — 1500 • уу • /И3 ’ 3g * 29 * Л15 ' 37 ’ 48 * 35 * 20 — 530 Мм!об.
Регулирование величины подачи и скорости установочных пе-
ремещений производится изменением электровариатором числа
оборотов электродвигателя.
Радиальная подача суппорта планшайбы осуществляется от
электродвигателя через зубчатые колеса z = 16 и 77, конические
зубчатые колеса z — 45 и 36, далее четырехзаходный червяк и
червячное колесо z = 29 на зубчатые колеса г = 64 и 50. Затем
движение получает эпициклическая передача с зубчатыми коле-
сами z = 16 и 32, 16 и 23 и приводятся во вращение зубчатые ко-
леса z = 35, 100 и 23, затем конические колеса г = 17 и 17, одно-
заходный червяк и рейка. Уравнение кинематической цепи мак-
симальной подачи суппорта планшайбы имеет вид
— 1^0 I6 ЛЛ 15 ± ЛЛ 64 16 16 35 100 17
Scyn — • 77 • • 36 29 ‘ мз • 50 32 ’ 23 ’ 100 ’ 23 ' 17 Х
х16•1= 585 мм/мин.
Вертикальное перемещение шпиндельной бабки осуществля-
ется от электродвигателя через зубчатые колеса г = 16 и 77, ре-
версивный механизм z = 42, 40 и 42, конические зубчатые колеса
г = 15 и 80, чем приводится во вращение двухзаходный ходовой
винт с шагом, t = 8 мм. Для изменения направления вращения
винта, а следовательно, для подъема и опускания шпиндельной
бабки и опорного люнета в реверсивном механизме предусмотрена
муфта. Подъем и опускание шпиндельной бабки можно произво-
дить и вручную с помощью рукоятки, находящейся на валу X.
Продольная подача стола осуществляется от электродвига-
теля через зубчатые колеса z = 26 и 65, 16 и 40 в двухзаходный
винт с шагом t = 10 мм.
Поперечная подача стола происходит от электродвигателя
через зубчатые колеса г — 16 и 77, затем конические колеса г — 45,
36 и 45, изменяющие направления перемещения стола, далее зуб-
чатые колеса z = 22, 34 и 37, конические зубчатые колеса z = 22
и 33 ходовой винт поперечной подачи с шагом t = 8 мм. Для вы-
бора величины подачи вышеперечисленных узлов на станке при-
меняется электровариатор. Шкала электровариатора кинемати-
чески связана с селективным механизмом переключения скоростей
вращения шпинделя и планшайбы. Вот почему в данном случае
скорость подачи выражается не в мм/мин, которая заимствуется
от отдельного электродвигателя, а имеет размерность об!мин, т. е.
подача связана с главным движением станка.
169
Поворот стола происходит от электродвигателя с п = 1440 об/мин
через клиноременную передачу с диаметрами шкивов d = 75 и
155 мм, двухзаходный червяк и червячное колесо z == 35 и далее
через зубчатые колеса z = 13 и 188 с внутренним зацеплением.
Нарезание резьбы резцом, установленным в шпинделе, осущест-
вляется от вала /V через зубчатые колеса а и Ь, с и d, конические
зубчатые колеса z = 18 и 36, четырехзаходный червяк и червяч-
ное колесо z = 29, затем зубчатые колеса z — 35 и 37, 21 и 48, 40
и 35, ходовой винт с шагом t = 20 мм и полугайку, при этом проис-
ходит осевое перемещение шпинделя. С помощью рукояток осу-
ществляется ручное перемещение отдельных механизмов. С по-
мощью рукоятки 1 происходит установочное перемещение радиаль-
ного суппорта через конические зубчатые колеса z — 26 и 41,
далее зубчатые колеса z = 28 и 64, затем по цепи подач суппорта.
Но для того чтобы рабочий имел представление, на какую вели-
чину переместился суппорт, служит лимб, связанный с цепью
подач через зубчатые колеса z — 38 и 35, двухзаходный червяк
и червячное колесо z = 35. Рукоятка 2 предназначена для быст-
рого ручного перемещения шпинделя, при этом необходимо, чтобы
зубчатое колесо z = 35 было выключено из цепи, а выдвижная
шпонка в коническом зубчатом колесе z — 51 была бы включена.
Следовательно, при вращении рукоятки 2 приводятся во враще-
ние зубчатые колеса z — 60 и 68, конические зубчатые колеса
z = 51 и 38, зубчатые колеса z = 35 и 27 и далее движение идет
по цепи подач. На данном валу посажены два зубчатых колеса
z ~ 35, одно из них связано с зубчатым колесом z — 24, четырех-
заходный червяк и червячное колесо z — 60. Их движение приво-.
дит во вращение лимб, с помощью которого определяют величину
перемещения шпинделя. С помощью рукоятки <3 производят вер-
тикально ручное перемещение шпиндельной бабки и опорного
люнета. Рукоятка 4 предназначена для продольного перемещения
стола, а рукоятка 5 — для поперечного перемещения. С помощью
рукоятки 6 осуществляется поворот стола вручную. Ручное пере-
мещение задней стойки осуществляется вручную вращением ру-
коятки 7 через конические зубчатые колеса z ~ 13 и 26, реечное
зубчатое колесо z = 11 и рейку. Для обеспечения соосности опор-
ного люнета относительно оси шпинделя служит рукоятка S.
§ 3. НАЛАДКА СТАНКА
На универсальном горизонтально-расточном станке можно вы-
полнять ряд работ, как, например: растачивание цилиндрических
поверхностей резцами, сверление отверстий, зенкерование, раз-
вертывание, фрезерование и другие операции. При выполнении
перечисленных операций главным движением является вращение
шпинделя. Движение подач зависит от характера операции и при-
меняемого инструмента; так, при сверлении, зенкеровании и раз-
170
вертывании отверстий, а также при растачивании внутренней
поверхности движение подач выражается в осевом перемещении
шпинделя; при обработке торцовых плоскостей резцами — ра-
диальным перемещением резца по планшайбе, при фрезеровании
горизонтальных плоскостей — в поперечном перемещении стола;
при фрезеровании вертикальных плоскостей — вертикальным пере-
мещением шпиндельной бабки и т. д. Чаще всего на горизонтально-
расточных станках обрабатывают корпусные детали. Подлежащая
обработке деталь должна иметь обработанную базовую поверх-
ность. Если это единичное производство, необходимо произвести
разметку детали на разметочной плите, где отмечают осевые линии,
контуры будущих отверстий и припуска на обработку. Деталь
устанавливают на столе станка, проверяют перпендикулярность
и параллельность осевых линий относительно стола при помощи
угольника и штангенрейсмуса. После проверки деталь крепят к
столу с помощью прихватов и прижимных планок. Затем закреп-
ленную деталь повторно проверяют на точность установки, так
как в процессе ее закрепления возможно нарушение первоначаль-
ной установки. Если деталь имеет несколько отверстий с паралле-
льными осями, процесс обработки происходит следующим образом:
обрабатывается первое отверстие, придерживаясь контура раз-
метки, а точность его изготовления должна соответствовать точ-
ности, указанной в чертеже. После окончания обработки первого
отверстия подводят стол вместе с деталью к инструменту, если ось
второго отверстия находится в одной горизонтальной плоскости
с первым. Если же ось второго отверстия находится не в одной
плоскости, тогда для обработки такого отверстия стол перемещают
в горизонтальной плоскости, а шпиндельную бабку в вертикаль-
ной. Все отсчеты на станке производят по лимбу, а размеры берут
из чертежа. При расточке длинных отверстий либо соосных необ-
ходимо применять борштангу. Борштанга представляет собой
длинную цилиндрическую оправку, один ее конец имеет конус
Морзе, соответствующий конусу шпинделя станка, а второй имеет
цилиндрический диаметр, равный диаметру подшипника люнета.
На средней диаметральной части борштанги устанавливают резцы,
закрепляемые винтами. Вылет резца контролируют шаблоном или
индикатором. После установки борштанги на станке необходимо
проверить ее параллельность относительно направляющих стола.
Для этого на столе станка устанавливают стойку индикатора,
наконечник которого должен быть подведен к нижней части бор-
штанги. При перемещении стола вдоль станка индикатор покажет
отклонение параллельности борштанги относительно направляю-
щих. Для установки борштанги в горизонтальном положении
необходимо дополнительно отрегулировать опорный подшипник
люнета с помощью рукоятки 8 (см. рис. 87), каждый раз проверяя
положение борштанги по индикатору. После установки борштанги
в горизонтальном положении можно обрабатывать деталь. В се-
17Л
рийном производстве для установки и закрепления детали приме-
няются специальные кондуктора, которые крепятся на столе.
Здесь отсутствует разметка и установочные операции, а следова-
тельно, повышается производительность.
$ 4. КООРДИНАТНО-РАСТОЧНОЙ СТАНОК МОД. 2450
Основное назначение координатно-расточных станков обра-
ботка точных отверстий с точным соблюдением межосевого рас-
стояния и установкой координат их центров относительно базовых
поверхностей. Кроме того, на координатно-расточных станках
могут быть выполнены следующие работы: проверка точности рас-
стояний на готовых деталях, чистовое фрезерование поверхностей,
разметка деталей и др. Применение вспомогательных приспособ-
лений расширяет возможности использования координатно-расточ-
ных станков для обработки сложных и точных деталей в индиви-
дуальном и мелкосерийном производствах. На рис. 88 показан
общий вид координатно-расточного станка мод. 2450, а на рис. 89 —
его кинематическая схема.
Главное движение. Вращение шпинделя осуществляется от
электродвигателя при п — 700 — 2800 об!мин через ременную
передачу с диаметрами шкивов d — 150 и 220 мм. Для уменьше-
ния числа оборотов шпинделя служит перебор. Кроме того, в пре-
делах каждой ступени числа оборотов шпинделя плавно изме-
няются электродвигателем. Уравнение кинематической цепи мак-
симального числа оборотов шпинделя имеет вид
«max = 2800• 0,985 = 1900 об/мин.
Вертикальная подача шпинделя осуществляется от блока шпин-
деля через зубчатые колеса z = 43 и 86, далее движение передается
на вариатор, который имеет раздвижные конуса, связанные между
собой стальным кольцом, затем на двухзаходный червяк и червяч-
ное колесо г = 32, далее на реверсивный механизм, состоящий из
конических зубчатых колес z = 28, 28 и 28, однозаходный червяк
и червячное колесо z = 56, на реечное колесо z = 15, находящееся
в зацеплении с рейкой, которая закреплена на гильзе шпинделя.
Уравнение кинематической цепи максимальной подачи шпинделя
имеет вид
Sian max = 1 -|-2-1-§4-3,14-3-15 = 0,16 мм/об.
Движение подачи стола происходит от самостоятельного элек-
тродвигателя с п == 2800 об/мин через цепную передачу с числом
зубьев звездочек z = 16 и 50, зубчатые колеса z = 20 и 84, далее
зубчатые колеса z = 14 и 90, затем зубчатые колеса z = 28 и 50,
однозаходный червяк и червячное колесо z = 55, реечное колесо
z = 14 и на рейку т = 2,5 мм.
172
Уравнение кинематической цепи медленного продольного пе-
ремещения стола
snp = 28004-3,14.2,5-14 = 36мм/мин.
r OU Отт OU ОО
Величина медленной поперечной подачи салазок такая же.
При включении муфты Мг влево произойдет быстрое перемещение
Рис. 88. Координатно-расточной станок мод. 2450.
Узлы станка: А — шпиндельная бабка; Б — стойка с коробкой
скоростей и вариатором подач; В — стол; Г — поперечные салазки;
Д — станина; Е — привод перемещения стола.
Органы управления: / — маховичок для точных ручных переме-
щений стола; 2 — рукоятка включения быстрых и медленных пе-
ремещений стола; 3 — рукоятка включения поперечной механиче-
ской подачи стола; 4 — рукоятка включения продольной механи-
ческой подачи стола; 5 — маховичок для установки стола в про-
дольном направлении; 6 — маховичок для установки стола в попе-
речном направлении; 7 — рукоятки быстрого ручного перемещения
и включения механической подачи шпинделя; 8 — маховичок руч-
ного вертикального перемещения шпинделя; 9 — маховичок пере-
ключения коробки скоростей; 10 — маховичок перемещения шпин-
дельной бабки; 11 — рукоятка для закрепления шпиндельной
бабки
стола как в продольном, так и в поперечном направлении. Быстрое
продольное перемещение стола осуществляется по кинематической
цепи
snp max =2800 4-М 4-М 4- "14 -2,5 = 1000 мм/мин.
Быстрое перемещение салазок осуществляется по аналогичной
цепи. Для ручного продольного перемещения стола служит ру-
173
69 43 86
N=0,4 кот
н =2800о6/мцн
Рис* 89. Кинематическая схема координатно-расточного станка
мод. 2450
коятка 5; для поперечного перемещения стола — рукоятка 2;
ручное перемещение шпинделя осуществляется маховиком 4\ быст-
рое ручное перемещение шпинделя происходит с помощью руко-
ятки 5; установочное перемещение шпиндельной бабки осуществ-
ляется маховиком 6\ маховичок 1 служит для точного ручного
перемещения стола. Отсчет величины перемещения стола осуще-
ствляется с помощью оптических систем. Координатно-расточные
станки устанавливаются в отдельных помещениях с постоянной
температурой 20° С.
$ 5. ЭКСПЛУАТАЦИЯ РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ
Новый расточный станок или станок после капитального ре-
монта следует подготовить к первоначальному пуску, проверить
его готовность к работе и обкатать станок на холостом ходу. По-
рядок подготовки станка следующий: а) заливка всех резервуа-
ров и масленок маслом согласно схеме смазки; б) освобождение
зажимов всех подвижных органов станка; в) протирка и смазка
шпинделя направляющих поверхности станины и т. д.; г) вклю-
чение станка в электросеть; д) обкатка станка на холостом ходу,
начиная с малых скоростей и подач. Для чистового растачивания
отверстий шпинделем и обеспечения шероховатости поверхности
V6 установлены наибольшие допускаемые расстояния L от вер-
шины резца до торца планшайбы. Растачивание отверстий, диа-
метр которых больше диаметра шпинделя (dwn): допустимое рас-
стояние L = &dum при расстоянии от вершины резца до торца
шпинделя, т. е. длина оправки I 80 мм. Растачивание глубоких
отверстий с диаметром, меньшим диаметра шпинделя, — шпин-
дель вдвинут внутрь бабки:
L = 6dortp,
где donp — диаметр оправки в мм\
шпиндель частично выдвинут:
L = 6dcp
при условии
/^0,5L,
где
, dun И- donp
dcP 2 мм.
Растачивание длинных отверстий необходимо производить, осу-
ществляя подачу столом и используя возможные вылеты резца.
При максимальном вылете шпинделя чистовое растачивание может
быть только при условии применения опорных втулок или при
растачивании борштангой. Если нет опорных втулок и борштанги,
растачивание отверстий при полном перемещении шпинделя может
175
быть только черновым. К неполадкам, встречающимся при эксплу-
атации станков, можно отнести следующее:
1. После переключения скорости главный электродвигатель
не переключается на режим нормальной работы. Причиной яв-
ляется незамыкание контактов конечных выключателей циклового
и импульсного.
2. Не происходит переключения скорости двигателя с 1440 на
2890 об!мин. Причиной является неисправность конечного выклю-
чателя.
3. Нет стабильного положения оси шпинделя при отжатой и
зажатой бабке. Причина этой неисправности — нет предваритель-
ного натяга упругой планки для выбора зазора и направляющих
при положении рукоятки «отжато». Увеличенные зазоры в на-
правляющих. Для устранения этой неисправности необходимо
уменьшить зазоры в направляющих подтяжкой клиньев и отрегу-
лировать зажим.
4. Если подшипники шпинделя греются при наличии смазки,
это значит, что получился осевой «перетяг» подшипника. Регу-
лировку подшипников необходимо контролировать вращением
шпинделя от руки. Осевой зазор в пределах 0,015 мм устанавли-
вается путем поворота гаек на небольшой угол в обратном на-
правлении, после того как достигнуто нормальное вращение шпин-
деля без «перетяга» подшипников.
5. Увеличение биения выдвинутого шпинделя или планшайбы
и чрезмерные вибрации при работе. Причиной этой неисправности
является неправильно отрегулированные подшипники шпиндель-
ной системы. Необходимо остановить станок и произвести регули- .
ровку подшипников шпинделя.
6. При отжиме люнета задней стойки он «отваливается» от
направляющих задней стойки. Это значит, что не подтянута зад-
няя прижимная планка люнета. Необходимо произвести регули-
ровку прижимной планки.
7. Образование ступенчатой поверхности при фрезеровании
шпинделем с подачей шпиндельной бабки или стола. Причиной
этой неисправности является то, что клинья и планки шпиндель-
ной бабки неправильно пригнаны или плохо отрегулированы.
Необходимо клинья и планки тщательно пригнать и законтрить.
Зазор между планками и направляющими не должен превышать
0,04 мм.
Глава XII
ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФРЕЗЕРНЫХ
СТАНКОВ
Фрезерные станки предназначены для выполнения следующих
работ: а) обработки плоскостей; б) обработки фасонных поверх-
ностей; в) изготовления прямых и винтовых канавок; г) обработки
зубчатых колес и других работ. Для выполнения всех указанных
работ в качестве инструмента используются фрезы: цилиндриче-
ские, дисковые, угловые, модульные, фасонные, торцовые и др.
Фрезерные станки делятся на две основные группы: станки
общего назначения и специализированные станки. К первой группе
относятся горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные и про-
дольно-фрезерные. Ко второй группе — резьбофрезерные, копи-
ровально-фрезерные, барабанно-фрезерные, шпоночно-фрезерные и
фрезерно-обточные, т. е. станки для круглого фрезерования.
§ 2. УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КОНСОЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК
МОД. 6Н81
На станке можно обрабатывать заготовки из черных и цвет-
ных металлов дисковыми, цилиндрическими, модульными, торцо-
выми и другими фрезами, как встречным, так и попутным фрезеро-
ванием. Станок нашел широкое применение в индивидуальном и
серийном производствах. На рис. 90 показан общий вид универ-
сального консольно-фрезерного станка мод. 6Н81, а на рис. 91 —
его кинематическая схема.
Главное движение — вращение шпинделя осуществляется от
электродвигателя с п = 1450 об!мин. Вал электродвигателя сое-
динен с валом / коробки скоростей, на котором находится блок
из двух зубчатых колес. Следовательно, на вал II могут быть пере-
даны два разных числа оборотов зубчатых колес z = 38 и 24, или
24 и 38. Движение от них через зубчатые колеса z = 28 и 34, или
24 и 38, или 31 и 31, или 34 и 28 передается валу III, а затем через
зубчатые колеса z = 20 и 20, клиноременную передачу с диамет-
рами шкивов d = 140 и 210 мм вращает шпиндель.
Перебор z = 30 и 64 и z = 25 и 69 дает возможность получить
дополнительно еще восемь чисел оборотов шпинделя. Уравнение
177
кинематической цепи минимального числа оборотов шпинделя
имеет следующий вид:
1ЛКЛ 24 24 20 140 Л nQK 30 25 сл
«min « 1450 • 38'38 ‘ 20 ‘ 210 ' ' 64 ’ 69 — ^4 об]мин.
Коробка скоростей станка дает возможность получить 16 раз
ных чисел оборотов шпинделя.
Рис. 90. Универсальный консольно-фрезерный станок
мод. 6Н81.
Узлы станка: А — станина с коробкой скоростей и шпиндельным
узлом; Б — хобот с подвесками; В — дополнительная связь
консоли с хоботом; Г — поворотная часть стола; Д — попереч-
ные салазки; Е — стол; Ж — консоль с коробкой подач;
3 — основание с резервуаром для охлаждения жидкости.
Органы управления: 1 — рукоятка переключения коробки ско-
ростей; 2 — рукоятка включения перебора шпинделя; 3 — ру-
коятка ручного продольного перемещения стола; 4 — рукоятка
управления продольной передачей стола; 5 — рукоятка управ-
ления поперечной подачей; 6 — рукоятка управления верти-
кальной подачей; 7 — рукоятка ручного вертикального пере-
мещения стола; 8 — маховичок ручного поперечного перемеще-
ния стола; 9 — маховичок переключения коробки подач; 10 —
рукоятка переключения перебора коробки подач
Продольное перемещение стола осуществляется от электро-
двигателя с п = 1420 об!мин на вал VIII, затем приводится во враще-
ние блок из двух зубчатых колес z = 24 и 38 или 38 и 24 и вал IX.
Далее через блоки зубчатых колес z = 38 и 24, или 34 и 28, или 34
и 31, или 31 и 34 вал X получает восемь скоростей. Затем движе-
ние получают зубчатые колеса z = 18 и 37, вал XI, зубчатые ко-
178
леса z = 37 и 15 или 15 и 37, вал XII, двухзаходный червяк и
z — 36, вал XIII, зубчатые колеса г = 22, 42 и 42, центральный
вал XIV коробки реверсов, на котором имеется предохранитель-
ная муфта Мо. Затем движение передается на z = 42 и 30, вал X VII,
далее г = 30 и 42 и при включенной муфте Mt происходит попереч-
ная подача стола.
Рис. 91. Кинематическая схема универсального консольно-фрезерного
станка мод. 6Н81
Уравнение кинематической цепи минимальной поперечной по-
дачи стола имеет вид
,.пп 24 28 18 15 2 22 42 42 „ ос ,
S«min— 1^20- — 25 MM/MUH,
а максимальной поперечной подачи
,.оп 38 38 18 2 22 42 30 с
^лгаах — 1420 • 24 * 94 * 15 * 36 * 42'30 * 42 * 750 ММ{}Л11Н*
Движение продольной подачи стола 1 заимствуется от коробки
реверсов.
179
Уравнение кинематической цепи минимальной продольной по-
дачи имеет следующий вид:
— 149П ^^^15£2242зоз51419
Snpmin — 142и * з8 * 34 * 37 ‘ 37 * 36 * 42 * 30 ’ 33 ’ 19 ‘ 28'19 Х
Хб = 30 мм!мин.
Быстрые перемещения стола в продольном направлении осу-
ществляются с постоянной скоростью по следующей кинематиче-
ской цепи:
1ЛПЛ 12 22 42 30 35 14 19 . ,
S^btc— 1420 - 24 ’ 42 ’ 30 * 33’ 19 28 19*®“"2615 мм/мин.
На хоботе 4 можно установить одну или две подвески 3 для под-
держания шпиндельной оправки 2.
Чтобы повысить жесткость системы, хобот 4 станка соединяется
с консолью дополнительной связью.
§ 3. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА К СТАНКУ
На горизонтально-фрезерном станке можно устанавливать и за-
креплять обрабатываемую деталь непосредственно на столе станка.
Для этого необходимо, чтобы обрабатываемая деталь имела форму,
позволяющую применить для ее закрепления прижимные болты,
планки и прижимы. Чаще всего зажатие детали на фрезерном стан-
ке производят в тисках, которые установлены и закреплены на столе.
Широкое распространение нашли пневматические тиски, применение
их значительно сокращает вспомогательное время. Конструкция
пневматических тисков показана на рис. 92. Принцип их работы ~
следующий. Сжатый воздух через штуцер 1 попадает в полость пнев-
матической камеры 2, которая занимает пространство между кор-
пусом 3 и диафрагмой 4, заставляет последнюю опуститься вместе
с опорным диском 5, увлекая за собой шток 6, а значит, и рычаг 9.
Рычаг 9 поворачивается, давит на толкатель 10 и подвижную губ-
ку 7, которая связана с толкателем тягами, в результате чего про-
исходит зажатие детали. Как только полость пневматической каме-
ры соединится с внешней средой, подвижная губка под действием
пружины 8 отойдет от детали и освободит ее. С помощью винта 11
производят настройку тисков на размер обрабатываемой детали.
Важным фактором при наладке фрезерного станка на обработку
заданной детали является установка и закрепление фрезы. Для об-
работки детали, закрепленной на столе 1 (см. рис. 91), на оправку 2
надевают упорные кольца и в зависимости от расположения детали
устанавливают фрезу на шпонку и прижимают ее такими же упор-
ными кольцами с помощью гайки и шайбы, находящихся в конце
оправки. Чтобы уменьшить вибрации, один конец оправки конусом
закрепляется в шпинделе станка, а второй — в подшипнике допол-
нительной опоры 3 хобота 4. После установки и закрепления фрезы
последнюю проверяют на биение с помощью индикатора. На
180
Рис. 92. Машинные пневматические тиски
1
в)
Рис. 93. Головки, применяемые на фрезерных станках
рис. 93, а показана универсальная головка для фрезерования вин-
товых канавок с помощью дисковых фрез. Эта головка допускает
поворот оси шпинделя вокруг горизонтальной и вертикальной осей
на заданный угол. На столе станка 2 устанавливают и закрепляют
делительную головку 1. Деталь 5, подлежащую фрезерованию,
устанавливают на оправку 4. Затем оправка вместе с деталью уста-
навливается на центре с одной стороны в делительной головке,
а с другой — в задней бабке 5. Универсальная фрезерная головка
поворачивается на необходимый угол согласно чертежу, и после ее
закрепления приступают к фрезерованию детали. На рис. 93, б
показана съемная вертикально-фрезерная головка 2, применяемая
на горизонтально-фрезерных станках. Головка крепится к направ-
ляющим хобота 1 станка и приводится во вращение шпинделем
станка. Головка имеет возможность поворачиваться вокруг оси у
на угол 90° и вокруг оси х на угол 45° в обе стороны.Применениетакой
головки дает возможность производить фрезерование всевозможных
деталей, которые могли бы быть обработаны на широкоуниверсаль-
ном станке. Эта головка используется при изготовлении штампов,
фрезеровании канавок и при других работах. Подлежащая обра-
ботке деталь закрепляется непосредственно на столе станка 4 или
в тисках, а инструмент зажимается в патроне либо в конусе шпин-
деля 5. На рис. 93, в показана долбежная головка 2, которая устано-
влена и закреплена на станине горизонтально-фрезерного станка 1.
В резцедержателе 3 устанавливают и закрепляют долбежный резец
4, Деталь 5, подлежащая обработке, устанавливается и закрепля-
ется на столе станка 7 с помощью прижимов 6, Механизм долбеж-
ной головки преобразует вращательное движение шпинделя в воз-
вратно-поступательное движение ползуна, в резцедержателе кото-
рого закреплен резец. Устанавливать и работать головкой можно
в любом положении, поворачивая ее на угол 360° относительно оси
шпинделя станка.
§ 4. БЕСКОНСОЛЫНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ
СТАНОК МОД. 6А54
Станок предназначен для обработки больших деталей в основ-
ном торцовыми фрезами. Эти станки нашли применение в индиви-
дуальном и серийном производствах. На рис. 94 показан общий вид
вертикально-фрезерного станка мод. 6А54, а на рис. 95 — его ки-
нематическая схема.
Главное движение — вращение шпинделя осуществляется от
электродвигателя с п — 1460 об/мин. Затем движение передается
на цилиндрические зубчатые колеса г = 18 и 53 и два блока зубча-
тых колес г = 24 и 48, 32 и 40 или z = 28 и 44, 36 и 36, затем через
зубчатые колеса г = 40 и 32 или 24 и 48 движение передается на
зубчатые колеса z = 48 и 48, блок из двух зубчатых колес z = 60
и 30 или 22 и 68. Этим приводится во вращение шпиндель станка.
182
Уравнение кинематической цепи максимального числа оборотов
шпинделя имеет вид
,,„Л 18 36 40 48 60 1О.Л
Птах — 1460 • 53 • 3g • 32 • 48 • 30 — 1240 об[мин.
Подача стола осуществляется самостоятельным электродви-
гателем с п = 1470 об/мин. От электродвигателя через зубчатые
Рис. 94. Бесконсольный вертикально-фрезерный станок мод. 6А54.
Узлы станка; А — шпиндельная бабка с коробкой скоростей; Б — стойка;
В — стол; Г — поперечные салазки; Д — станина с коробкой подач.
Органы управления: 1 — подвесная кнопочная станция; 2 — маховичок руч-
ного осевого перемещения шпинделя; 3 штурвал переключения коробки
скоростей; 4 — ограничитель хода шпиндельной бабки; 5 — рукоятка вклю-
чения вертикального перемещения шпиндельной бабки; 6 — штурвал пере-
ключения коробки подач; 7 — маховичок ручного продольного перемещения
стола; 8 — маховичок ручного поперечного перемещения стола; 9 — рукоят-
ка включения продольной подачи стола; 10 — рукоятка включения попе-
речной подачи стола
колеса z = 38 и 57 движение передается на два блока z = 33 и 33,
29 и 37 или z = 26 и 40, 22 и 44. Далее через зубчатые колеса z = 24
и 48, 40 и 32, z = 25 и 50, z= 56 и 28, 20 и 64 движение передается
на зубчатые колеса г =43 и 54, двухзаходный червяк и червячное
колесо z *= 32, дифференциал z = 36, 18 и 36, конические зубчатые
колеса z = 30 и 30, зубчатые колеса z = 22, 44 и 22, далее на
183
однозаходный червяк с модулем 8 мм, соединенный с червячной
рейкой, сообщающей продольную подачу столу. Уравнение кинема-
тической цепи максимальной продольной подачи стола имеет вид
— 147П 38331025?®*? 2 36 30 2244. я
max ~ wzu ’ 57' зз ‘ 32'50'28 ’ 54 ’ 32 ‘ 36 ’ 30 ’ 44 ’ 22'1 ’ ® Х
X 3,14 =1532 мм!мин.
Рис. 95. Кинематическая схема бесконсольного вертикально-фрезерного
станка мод. 6А54
184
Поперечная подача стола заимствуется от движения цепи про-
дольной подачи, начиная от передачи конических зубчатых колес
z = 30 и 30, при включении муфты движение передается на
звездочки z = 24 и 19 и на винт с шагом t — 10 мм.
Уравнение кинематической цепи минимальной поперечной по-
дачи стола можно записать следующим образом:
38 22 24 25 20 43 2 36 24 1Л Оу| ,
Sn min — 1470 ‘ 57 ‘ 44 ‘ 48 * go * 64 * 54 * 32 * 36 ‘ 19 ‘ ®
Быстрое перемещение стола осуществляется от отдельного элек-
тродвигателя с числом оборотов п ~ 1470 об/мин. Уравнение кине-
матической цепи быстрого продольного перемещения стола имеет
вид
snp. быс = 1470 4 • 2 • • § • £ • 1 • 8 • 3,14 = 2307 мфин.
OV ТГ Тг ££
Вертикальное перемещение шпиндельной бабки происходит
только при включении муфты Л42. Тогда продолжение цепи подачи
идет через конические зубчатые колеса г = 35 и 44, однозаходный
червяк и червячное колесо г = 32, зубчатые колеса г — 17 и 30,
рейку т — 6 мм, закрепленную на шпиндельной бабке. Ручное пе-
ремещение стола в продольном направлении осуществляется с по-
мощью маховика 2, а поперечное — маховиком 1.
§ 5. ПРОДОЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК МОД. 6532
Продольно-фрезерные станки бывают одно- и многошпиндель-
ные с одной или несколькими фрезерными головками. Головки бы-
вают вертикальные и горизонтальные, поворотные и неповоротные.
На рис. 96 приведена кинематическая схема продольно-фрезерного
станка мод. 6632.
Главное движение. Каждая фрезерная головка имеет отдель-
ный электродвигатель с п= 1460 об/мин, который через коробку ско-
ростей фрезерной головки сообщает шпинделю 12 разных чисел
оборотов.
Уравнение кинематической цепи максимального числа оборо-
тов шпинделя имеет вид
1АСГ. 26 35 39 50 39 ,,
flmax — 1460 • 50 ’ 35 39 28 88 ~ об/мин.
Движение подач стола осуществляется от электродвигателя
сп=- 1440 об /мин. Через коробку подач движение передается на
червяк и червячную рейку, закрепленную на столе станка. Урав-
185
нение кинематической цепи минимальной подачи стола имеет сле-
дующий вид:
— 144П 30 40 21 20 30 26 1 . 23 49 24 27
Smin— 1’ ед ‘ 46 ’ 56 ’ 57 ’ 56 ’ 64'28’1эп‘49 ’ 23 * 24'20 х
- 1 -3,14 = 8 мм)мин,
где 1эп — 1 — передаточное отношение эпициклической передачи.
186
С помощью электродвигателя с числом оборотов п = 1440об/лшя
осуществляется быстрое перемещение стола. Кроме того, с помощью
этого же электродвигателя происходит быстрое перемещение вер-
тикальной шпиндельной головки. Электродвигатель предназначен
для быстрого подъема и опускания траверсы через кинематическую
цепь, состоящую из зубчатых колес z = 20 и 40, далее зубчатых ко-
лес г = 20 и 74, конических колес z = 24 и 60, винтовой пары с ша-
гом t = 8 мм, Ручное перемещение органов станка производится
с помощью рукояток и маховиков. Для осуществления осевого пе-
ремещения гильзы шпинделя служит хвостовик /, на конце которого
имеется квадрат. При его вращении производится перемещение
шпинделя вместе с фрезой. Чтобы осуществить поворот корпуса
правой шпиндельной головки, необходимо повернуть с помощью
рукоятки квадратный конец валика 2, Все остальные головки по-
ворачиваются так же, как и правая шпиндельная головка. Для пе-
ремещения вручную правой горизонтальной шпиндельной бабки
служит хвостовик 5.
§ 6. КОПИРОВАЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЙ ПОЛУАВТОМАТ
МОД. 6441Б
Станок предназначен для обработки пространственных фасонных
поверхностей, например, прессформ и других деталей. Эти станки
нашли широкое применение в инструментальных, эксперименталь-
ных и других цехах.
На нижней стойке В (рис. 97) закрепляется деталь, подлежащая
обработке. На верхней стойке Г закрепляется копир, изготовленный
из металла, сплавов, дерева, пластмасс или других материалов.
В процессе работы станка копировальный щуп с помощью пружины
прижимается к копиру. Во время движения копировального щупа
по копиру контакт между ними осуществляется при помощи пру-
жины. При изменении давления копира на копировальный щуп
в процессе перемещения его по копиру приводятся в действие элек-
трические органы, управляющие движениями .рабочих узлов стан-
ка. Траектория движения режущего инструмента идентична траек-
тории движения копировального щупа по копиру. Обработка объем-
ных поверхностей осуществляется горизонтальными или вертикаль-
ными строчками. Чтобы обработка последующих строчек была не-
прерывной, на станке включают подачу стола (при обработке гори-
зонтальных строчек) или шпиндельной бабки (при обработке верти-
кальных строчек), которые осуществляют движение в плоскости,
перпендикулярной к оси шпинделя. После прохода фрезой каждой
строчки в горизонтальной плоскости осуществляется вертикальная
подача шпиндельной бабки, а при проходе фрезы в вертикальной
плоскости — подача стола в горизонтальной плоскости. Эти не-
прерывные возвратно-поступательные движения инструмента со-
вершаются до тех пор, пока вся конфигурация копира не будет
воспроизведена на детали.
187
Значительно проще обрабатываются контурные поверхности.
Копировальный щуп, перемещаясь по контуру шаблона, обеспечи-
вает равнозначное движение режущего инструмента.
Главное движение. Электродвигатель (рис. 98, а) приводит во
вращение клиноременную передачу с диаметрами шкивов 90 и 146 мм,
Рис. 97. Копировально-фрезерный полуавтомат мод. 6441Б.
Узлы станка: А — станина; Б — стол; В — стойка для крепления обрабатываемой дета-
ли; Г — стойка для крепления копира; Д — копировальная головка; Е — неподвижная
стойка; Ж — поперечина; 3 — привод горизонтальных перемещений шпиндельной бабки;
И — шпиндельная бабка с коробкой скоростей; К — привод вертикальных перемещений
шпиндельной бабки.
Органы управления: / — рукоятка зажима шпиндельной гильзы; 2 — рукоятка переме-
щения гильзы шпинделя; 3 — кнопочная станция; 4, 5, 6 — рукоятки настройки копиро-
вальной головки; 7 — рукоятка управления коробкой скоростей
вал /, блок зубчатых колес z = 17 и 37, 23 и 31, 20 и 34, вал //.
НЬ валу IV (так как вал /// является промежуточным) передача
будет: г = 23 и 46, 20 и 63, или 23 и 46, 46 и 37, или 46, и 23, 46
188
и 37. Как видно из кинематической схемы, шпинделю сообщается
18 разных чисел оборотов.
Уравнение максимального числа оборотов шпинделя:
«шах = 2850 • • 0,985 • = 3180 об/мин.
140 ul Zu и/
Движение подачи стола осуществляется от электродвигателя
постоянного тока с п — 1000 об!мин на зубчатые колеса z — 14
и 56, вал XIII, далее z = 18 и 58, вал XIV, затем z = 18 и 58,
вал XV, после чего приводится во вращение двухзаходный ходовой
винт с шагом t = 6 мм.
Вертикальная подача шпиндельной бабки осуществляется от
электродвигателя постоянного тока с п ~ 1000 об!мин, через зуб-
чатые колеса z = 14 и 56, вал У/, зубчатые колеса г = 18 и 58,
вал VII, конические зубчатые колеса z — 22 и 71, вал VIII, затем
приводится во вращение двухзаходный ходовой винт с шагом t =
6 мм.
Поперечная передача шпиндельной бабки осуществляется от
электродвигателя постоянного тока с п = 1000 об!мин. Затем движе-
ние передается на зубчатые колеса z == 14 и 56, вал X, далее зубча-
тые колеса z — 18 и 58, вал XI, конические зубчатые колеса z = 26
и 41, вал XII и ходовой винт с шагом t = 6 мм.
Копировальная головка. На рис. 98, б показана копировальная
головка. Копировальный щуп 1 надевается на конец шпинделя 3,
причем шпиндель находится внутри несущей трубки 4. Торцы вин-
тов 15 изготовлены с внутренней сферой и охватывают шарик 2,
в результате создается шарнирная опора для шпинделя 3. Винты
15 ввернуты в трубу 4 и свободно проходят в пазах а шпинделя 3.
Труба 4 скреплена с корпусом 6. Конец шпинделя 3 опирается на
шарик 5 с одной стороны своей цилиндрической выточкой, а с дру-
гой — коническим гнездом втулки 8, на которую действует пружина
10. На другой стороне подвески расположен жестко закрепленный
якорь 13. Слева от якоря установлен неподвижный сердечник 14.
На гибкой подвеске 9 закреплен регулируемый сердечник 12.
Изменение зазора между сердечниками и соответственно между яко-
рем и сердечником осуществляется гайкой 11. На рис. 98, в пока-
зана работа механической части копировальной головки. Если от-
сутствует нагрузка на копировальный щуп 1 (положение /), под
действием пружины 6 шпиндель 2 находится в крайнем переднем
положении перпендикулярно рабочей плоскости стойки копира.
Якорь 5 приблизится к неподвижному сердечнику 8. Если на копи-
ровальный щуп 1 (положение II) действует только осевая сила Ро,
то шпиндель 2 сместится назад, т. е. вправо, пружина 6 сожмется,
а следовательно, шарик 4 и якорь 5 также переместятся вправо,
изменяя зазоры между якорем 5 и сердечниками 7 и 8 дифферен-
циального трансформатора. Если действие на копировальный щуп 1
189
Рис. 98. Кинематическая схема копировально-фрезерного полуавтомата
мод. 6441Б (а), (в)
Копировальная головка в разрезе (б), схема механической части работы
капировальной головки (в)
(положение III) окажет радиальная сила Рр, которая вызовет по-
ворот шпинделя 2 относительно шаровой опоры 5, шарик 4 сместит
якорь 5 назад, изменив зазоры в дифференциальном трансформаторе.
В этом случае произойдет смещение конического гнезда шпинделя
Км относительно конического гнезда якоря /Q. В случае, когда на
копировальный щуп будут действовать одновременно две силы, осе-
вая и радиальная (положение IV), тогда шпиндель 2 сместится назад
и произойдет его поворот относительно шаровой опоры 3. Шарик 4,
суммируя эти оба смещения, увеличит величину отхода якоря 5.
В результате изменения зазора между якорем и сердечниками про-
изойдет изменение индуктивного сопротивления катушек дифферен-
циального трансформатора, что и является сигналом управления
следящей системы станка.
§ 7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
После установки станка на фундамент необходимо снять с обра-
ботанных поверхностей защитное антикоррозийное покрытие, за-
лить маслом резервуары станка и смазать трущиеся поверхности,
проверить подключение фаз электросети к станку, проверить работу
всех рукояток переключения скоростей и подач, обкатав станок
вхолостую. Прежде чем пользоваться рукоятками для ручного пе-
ремещения и в особенности перед включением механических подач,
следует проверить, не затянуты ли болты крепления стола, салазок
и консоли. При пуске станка в эксплуатацию необходима следую-
щая подготовка электрооборудования: а) все ослабшие контактные
винты затянуть и проверить состояние контактов в патронах у пре-
дохранителей; б) у магнитных пускателей и промежуточных реле
необходимо удалить предохранительную смазку с торцовых поверх-
ностей магнитов; при неудалении смазки произойдет «прилипание»
якоря и двигатель подачи не отключится от сети в момент прихода
191
стола в одно из крайних положений, что может вызвать аварию
станка; в) при подключении вводных клемм станка к сети необходимо
убедиться в том, что сделано правильное соединение фаз для двига-
телей. Правильное фрезерование получается в том случае, когда
каждое положение рукоятки для включения движений стола совпа-
дает с направлением его хода. При неправильном фрезеровании по-
ложение рукоятки расходится с направлением хода стола, в резуль-
тате чего кулачки, ограничивающие ход стола, не действуют и воз-
можна поломка механизма; г) необходимо хорошо ознакомиться с
электросхемой и наладкой станка на автоматические циклы его рабо-
ты; д)заземление станка должно быть выполнено заземляющей шиной,
соединяющей станок с общей системой заземления; е) подключать
станок в сеть несоответствующего напряжения нельзя без замены
трансформатора, электромагнитов и других приборов. После про-
верки электросистемы необходимо проверить станок на точность.
Отклонение при проверке на геометрическую точность станков оп-
ределяется по ГОСТу 13—54. После проверки станка на точность
станок испытывают под нагрузкой. Это испытание осуществляется
при наиболее тяжелых силовых режимах с использованием до 80%
мощности электродвигателя главного привода, применяя при этом
скоростное фрезерование с полным использованием мощности. В про-
цессе эксплуатации станков возникает необходимость в регулирова-
нии отдельных узлов и элементов для восстановления их нормальной
работы. Если в процессе работы заметны вибрации фрезы и обраба-
тываемая поверхность получается волнистой, это значит, что в пе-
реднем подшипнике шпинделя увеличен зазор. Чтобы отрегулиро-
вать зазор в переднем подшипнике шпинделя, необходимо подтянуть
гайку, которая расположена в средней части шпинделя. При под:
тягивании гайки внутренняя обойма радиального роликоподшип-
ника, перемещаясь по конусу, деформируется, увеличиваясь в диа-
метре, вследствие чего происходит уменьшение зазора. Перемещение
внутренней обоймы роликоподшипника происходит до упора в по-
лукольцо и бурт шпинделя. При появлении повышенного люфта
в переднем подшипнике полукольца необходимо прошлифовать,
после чего подтянуть гайку. Чтобы устранить радиальный зазор
в 0,01 мм, необходимо полукольца прошлифовать на 0,12 мм.
Точная работа подшипников определяется отсутствием заметного
люфта и незначительного повышенного нагрева при наибольшем
числе оборотов. Если при включении коробки подач прощелкивает
предохранительная муфта и останавливается электродвигатель от
перегрузки, в то же время при реверсировании включение почти
нормальное, причиной данной неполадки является то, что из своего
гнезда вывернулся фиксатор, запирающий гайку регулирования за-
зора в дисках. Вследствие этого при включении подачи гайка, само-
произвольно завертываясь, затягивает диски фрикционной муфты,
т. е. имеет место включение фрикциона одновременно с подачей.
Для устранения данной неполадки нужно открыть крышку в ко-
192
робке подач, отрегулировать гайку таким образом, чтобы суммарный
зазор был в пределах 2—3 мм, ввернуть фиксатор на место и за-
контрить его шплинтом. Если в начале фрезерования слышен треск
внутри коробки подач, это значит, что произошло ослабление под-
жима шариков предохранительной муфты. Требуется отрегулиро-
вать предохранительную муфту, как указывалось выше.
Зазор в направляющих выбирается длинным клином. Регули-
рование этого клина производится при ослабленных гайках путем
подвертывания винта отверткой. Другие неполадки идентичны с не-
поладками вышеописанных станков.
7 А. И. Лисовой
Глава XIII
ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ГОЛОВКИ
При выполнении некоторых работ на фрезерных станках необ-
ходимо осуществлять поворот обрабатываемой детали на требуемый
угол, например: при нарезании зубчатых колес, фрезеровании мно-
гогранников, фрезеровании канавок, расположенных под опре-
деленным углом, и другие работы. Для выполнения этих операций
применяются специальные устройства, называемые делительными
головками. Делительные головки разделяются на универсальные
и специальные. К универсальным, используемым главным образом
Рис. 99. Универсальная лимбовая делительная головка
в мелкосерийном ,и серийном производствах, относятся лимбовые,
безлимбовые и оптические головки, а к специальным, применяемым
в крупносерийном и в массовом производствах, головки специаль-
ного назначения.
Лимбовая универсальная делительная головка (рис. 99). Го-
ловка состоит из корпуса S, внутри которого находится его поворот-
ная часть 7, несущая шпиндель 4, вращаемый с помощью рукоят-
ки 11. Поворот шпинделя на заданный угол фиксируется при по-
мощи делительного диска (лимба) 9, свободно сидящего на валике 12,
снабженного несколькими рядами отверстий, равномерно располо-
женных на концентрических окружностях. В любое из этих отвер-
стий может быть вставлен штифт 10 рукоятки 11. Если при обработке
детали нет сложных делений, тогда можно воспользоваться диском
непосредственного деления 3, перемещая его вместе со шпинделем
194
и фиксируя штифтом 6 в нужном положении. Обрабатываемая деталь
устанавливается на центрах 1 задней бабки и шпинделя 4 делитель-
ной головки. С помощью хомутика и поводка 5 деталь вращается
вместе со шпинделем. Во избежание прогиба деталей в процессе
фрезерования, под них устанавливают домкратик 2. Шпиндель де-
лительной головки вместе с поворотной частью 7 можно устанавли-
Рис. 100. Кинематические схемы делительных головок
вать под углом от 10 до 90° относительно горизонта. Делительную
головку и заднюю бабку устанавливают на стол 13 фрезерного стан-
ка и крепят болтами 15 и 16.
Способ непосредственного деления. При непосредственном деле-
нии однозаходный червяк (рис. 100, а) выводят из зацепления с чер-
вячным колесом г ~ 40. Как только червяк вышел из зацепления,
представляется возможность поворачивать шпиндель 4 и диск 6
вручную, осуществляя деление. Способ непосредственного деления
можно применять, если число отверстий на делительном диске де-
лится без остатка на знаменатель дроби, показывающей величину
заданного поворота шпинделя. Например, число отверстий на дели-
7* 195
тельном диске равно 18, шпиндель следует повернуть на-^-, , у.
Для расширения возможностей применения метода непосредствен-
ного деления на делительном диске 3 (рис. 99) имеется несколько ря-
дов отверстий, равномерно расположенных на концентрических ок-
ружностях. Обычно бывают 18, 21 и 24 отверстия.
Способ простого деления. При данном способе деления шпин-
дель и деталь поворачивают на заданный угол вращением рукоятки
1 (рис. 100, а). Передаточное отношение червячной пары делительной
головки обычно равно 1 /40, следовательно, за один оборот рукоятки 1
шпиндель 4 вместе с деталью поворачивается на 1/40 часть окруж-
ности. Характеристика данной головки N — 40. Чтобы повернуть
шпиндель с деталью на у окружности (г = число частей, на которое
требуется делить окружность), рукоятке 1 надо сообщить число обо-
ротов п, которое можно определить по формуле
Чаще всего п выражается смешанным числом или дробью. Из
набора делительных дисков подбирают концентрический круг с чи-
слом отверстий а. Рукоятку 1 поворачивают по этому выбранному
кругу на столько промежутков делений Ь, чтобы отношение b к а
требуемому п повороту рукоятки 1 было
следовательно, после подстановки получаем
==/V__40__^
“ z z ~ а ’
Отсюда по заданным значениям г и N вычисляют значение п
и полученную величину математически преобразовывают так, что-
бы знаменатель дроби соответствовал числу делений одного из кон-
центрических кругов (а), а числитель указывал число делений (&),
которое необходимо взять по кругу а. Диски у головок мод. УДГ-135
и УДГ-160 имеют следующее число отверстий: первая сторона 24,
25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42, 43, вторая сторона 46, 47, 49, 51,
53, 54, 57, 58, 59, 62 и 66.
Пример. Настроить делительную головку мод. УДГ-135 для наре-
зания зубчатого колеса с числом зубьев г = 75, если N = 40. Подставляя в фор-
мулу, получаем
N 40 b 40
П~ г~ г~ а “"75’
40
так как количество отверстий на диске 75, поэтому дробь необходимо преоб-
разовать
л_40_ 8 __ £ 2^__ 16
а “75“ 15“ 15’Т“Зб‘
196
В наборе имеется диск с числом отверстий а=30. Следовательно, рукоятку 1
нужно повернуть на 16 промежутков между отверстиями на лимбе 5 и зафиксиро-
вать с помощью штифта 2.
Для облегчения отсчета на диске имеется раздвижной сектор 14
(см. рис. 99), состоящий из двух радиальных линеек, свободно на-
саженных на ту же втулку, на которой сидит диск и прижимается
к нему пружиной. Линейки раздвигают на угол, соответствующий
требуемому числу делений, после чего их фиксируют с помощью
винта.
Комбинированное деление. Это деление происходит в два прие-
ма, причем они расчленены так, чтобы деление было решено двумя
простыми способами, а в сумме соответствовало расчетному. Этот
способ деления требует специального устройства в виде подвижного
штифта с обратной стороны лимба (делительные отверстия на диске
должны быть с двух сторон).
Пример. Произвести настройку делительной головки для нарезания зубча-
того колеса z = 99, если N = 40:
/V __ __ 40
П z ~ а ~ 99 ’
Полученная дробь не сокращается, а поэтому представим эту дробь в виде
суммы двух дробей:
_ 40 _ 22 + 18 _ 22 18 _ 2 2
П-99“ 11-9 ~11-9+11-9 9*1 11*
Производим преобразование знаменателей, откуда
2 , 2 _2-6 2-6 _ 12 12
9 + 11 ~ 9«6 ' 11-6 ~ 54 + 66’
Следовательно, для деления детали на 99 частей, вначале необходимо разде-
лить на диске, где а = 54, а другое деление на диске, где а — 66. Обычно подби-
рают лимб, где имелись деления 54 и 66. Рукоятку 1 (рис. 100, а) устанавливаем
по кругу а= 54 для отсчета 12 промежутков, а подвижной штифт 3 с обратной
стороны лимба устанавливаем по кругу а — 66. Вначале осуществляем вращение
рукоятки 1 на 12 промежутков, а затем, не освобождая штифт 2, рукоятку вместе
с диском вращаем на 12 промежутков в ту же сторону, ведя отсчет от штифта 5.
Если дробь представлена в виде разности, следовательно, нужно рукоятку вра-
щать в обратную сторону.
Дифференциальное деление. Дифференциальное деление при-
меняется в тех случаях, когда подобрать на диске окружность с тре-
буемым числом отверстий для простого деления невозможно. В схе-
му делительной головки включены сменные зубчатые колеса а, Ь,
cud (рис. 100, а). При вращении рукоятки 1 приводятся во враще-
ние зубчатые колеса, затем однозаходный червяк и червячное коле-
со z = 40, этим движение передается шпинделю. Затем вращаются
сменные зубчатые колеса а и Ь, с и dt конические зубчатые колеса
и зубчатое колесо i == 1, последнее связано с лимбом, который оно
197
приводит во вращение. Определяем число оборотов рукоятки при
дифференциальном методе деления по формуле
где z± — приближенное значение, выбирается близким к требуемому.
Передаточное отношение сменных зубчатых колес определяется
по формуле
._ а с ___40 (zx — г)
1 ~~ b ' d — ’
где г — число, на которое требуется разделить окружность заготовки.
Пример. Настроить делительную головку на нарезание зубчатого колеса
с z — 83 зубьями, если W = 40. Ввиду того, что не представляется возможным
простым делением нарезать зубчатое колесо z = 83, поэтому настройку делитель-
ной головки производим при помощи дифференциального деления. Выбираем
приближенное число zx = 80, следовательно, подставляя его в формулу, находим
W b 40 1 14.
п~ Zi ~ а ~ 80 “ 2 ~ 28
Выбираем лимб с числом отверстий а= 28, по которому нужно отсчитать
14 промежутков между отверстиями лимба. Определяем сменные зубчатые колеса
по формуле
. _ а с _ 40 G?! — z) _ 40(80 — 83) _ 3 _ 30-50
l~b'd~ Zj ” 80 ~2~ 40-25’
откуда а — 30, b = 40, с — 50 и d — 25.
Появление знака минус вызвано тем, что z± < z, следовательно, знак минус
означает, что направления вращения рукоятки 1 и делительного диска 5 противо-
положны.
Безлимбовые универсальные головки. Эти головки отличаются
от ранее рассмотренных тем, что они не имеют делительных дисков,
а деление на необходимую часть окружности производится поворо-
том рукоятки на целое число оборотов, чаще всего на один полный
оборот. На рис. 100, б показана кинематическая схема безлимбо-
вой делительной головки. Головка работает следующим образом.
Рукоятка 1 приводит во вращение зубчатые колеса а и 6, с и d, кре-
стовину 4, освободив диск 3 от фиксатора 2. На осях крестовины
находятся два зубчатых колеса z = 22, которые соединяются с цен-
тральным зубчатым колесом г = 22 и планетарным зубчатым коле-
сом z = 66 внутренним зацеплением. В процессе обкатки зубчатых
колес крестовины по внутреннему зацеплению с колесом z = 66
приводится во вращение центральное зубчатое колесо z = 22, за-
тем через зубчатые колеса движение передается на червяк и червяч-
ное колесо, имеющие передачу z0 = 60. При этой схеме передачи
стопорный винт 5 закреплен и планетарное зубчатое колесо z = 84
неподвижно. Если стопорный винт 5 освободить, тогда движение пе-
редается от шпинделя, через сменные зубчатые колеса а' и
с и d', конические зубчатые колеса и далее на зубчатое колесо
z = 28, которое соединено с планетарным зубчатым колесом z == 84
198
и 66 и сообщает сложное движение центральному зубчатому колесу
г = 22. Формулы расчета настройки делительной головки следую-
щие: а) при простом делении
__ а с _N
где N — 15 для одного оборота рукоятки;
б) при дифференциальном
1),
где = 60.
Головка снабжена набором зубчатых колес с числом зубьев:
20, 24, 25, 27, 28, 29, 30, 36, 40, 45, 50, 60, 74, 78, 80, 85, 86, 87, 88,
90, 92, 93, 94, 98, 100, 112, 120.
Безлимбовая делительная головка без планетарной передачи
отличается простотой конструкции, позволяющей осуществлять все
делительные операции. Чтобы произвести простое деление, необхо-
димо снять колесо а и закрепить штифт 1 (рис. 100, в). Рукоятка 3,
вращаясь, фиксирует своим штифтом 2 полный оборот по диску 4.
На этом диске имеется только одно контрольное отверстие, куда по-
падет штифт 2. При вращении рукоятки 3 вращается валик, далее
сменные зубчатые колеса а и Ь, с и d и червячная пара. Формула рас-
чета настройки делительной головки при простом делении:
— N
11 см ~ nYz ’
где пх — число оборотов рукоятки 3.
Для дифференциального деления стопорный штифт 1 необходимо
освободить. При вращении рукоятки 3 дополнительное вращение
от шпинделя передается на сменные зубчатые колеса а и b', с'
и d', через конические зубчатые колеса на диск 4. Формула рас-
чета настройки делительной головки при дифференциальном деле-
нии:
а’ с' { .
i2C, = y7 = «2 (z-zx);
как видно расчетные уравнения значительно проще, чем при ис-
пользовании безлимбовой делительной головки с дифференциальным
механизмом.
Настройка делительной головки на фрезерование винтовых
канавок (рис. 100, г). При фрезеровании винтовых канавок деталь
устанавливают на центрах делительной головки и задней бабки,
которые установлены на столе универсально-фрезерного станка,
причем стол должен быть повернут на угол наклона винтовой ка-
навки. Угол поворота стола со рассчитывается по формуле
tgo>= у,
198
где D — диаметр обрабатываемой детали;
0 = 90° —<о,
где Р — угол подъема винтовой канавки.
Если обозначить Т шаг нарезаемой винтовой канавки в мм,
а через t — шаг винта продольного хода стола в мм и исходить из
того, что одному обороту шпинделя делительной головки должно
Рис. 101. Оптическая делительная головка
соответствовать перемещение стола станка, равное Т, тогда урав-
нение баланса имеет вид
т о' £ £,
t ‘и ’"40—
откуда
д' с'__________________________40/
V'd’ Т~'
При определении чисел зубьев сменных зубчатых колес а' и Ь',
с' и d' необходимо проверить их на условие сцепляемости, т. е.
a’ + b' 15; c' + d'>y + 15.
Оптическая делительная головка применяется при изготов-
лении инструмента, приспособлений, шкал, а также может служить
прибором для проверки точных деталей и измерительного инстру-
мента. Оптическая делительная головка состоит из неподвижного
корпуса 1 (рис. 101, а), поворотной части 9, шпинделя 8, на котором
смонтировано червячное колесо 7, приводимое во вращение червя-
200
ком 2. На шпинделе закреплен стеклянный диск 6 с нанесенными
точными градусными делениями. На поворотной части корпуса 9
наверху помещен окуляр 3, с помощью которого можно наблюдать
за шкалой 6. Для освещения шкалы 6 имеется окно 4, через которое
проникает естественный свет, падающий на зеркало 5, и отражается
на градуированной шкале диска 6, освещая ее. Наблюдаемое в оку-
ляре 3 изображение показано на рис. 101, б. Градусные деления
диска 6 проектируются на минутную шкалу, помещенную в окуляр,
вследствие чего отсчеты производят в минутах и секундах. Так как
оптическая делительная головка дает только суммарное значение
последовательных углов отсчета, поэтому заранее необходимо со-
ставить таблицу, в которой отражались все углы в суммарном виде.
Так, например, при фрезеровании развертки с десятью зубьями
нужно писать следующее: 36°, далее 36 + 36 = 72°, затем
72° 4- 36 = 108° и т. д. Недостатком данной головки является не-
возможность ее применения при фрезеровании винтовых канавок.
Глава XIV
РЕЗЬБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
РЕЗЬБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
Резьбофрезерные станки предназначены для фрезерования на-
ружных и внутрейних резьб с помощью дисковых и гребенчатых
фрез. Инструмент (фреза) совершает вращательное движение и по-
ступательное вместе с фрезерной головкой, а обрабатываемая де-
таль — только вращательное движение. (На резьбофрезерных стан-
ках можно производить также и нарезание шлицевых валов червяч-
ными шлицевыми фрезами, либо фрезерование прямых канавок ди-
сковыми фрезами.) Резьбофрезерные станки разделяются на два
вида: станки, работающие дисковыми фрезами, и станки, работаю-
щие групповыми гребенчатыми фрезами.
§ 2. РЕЗЬБОФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК МОД. 561
На станке (рис. 102) осуществляется фрезерование наружных,
резьб дисковыми резьбовыми фрезами, фрезерование прямых и вин-
товых канавок дисковыми фрезами, фрезерование шлицевых вали-
ков и нарезание цилиндрических зубчатых колес, а при наличии
дополнительных устройств нарезание внутренних резьб. Кинемати-
ческая схема станка показана на рис. 103.
Главное движение — вращение шпинделя. Главное движение
(рис. 103) осуществляется от электродвигателя с п = 1450 об/мин
через ременную передачу с диаметрами шкивов d = 135 и 260 мм,
на блок зубчатых колес z ~ 23 и 49 или 39 и 43, затем зубчатые ко-
леса z = 23 и 49 или 36 и 36, винтовую зубчатую передачу z = 12
и 36, конические колеса z = 30 и 30, зубчатые колеса z = 24, 91,
24, чем приводится во вращение шпиндель с фрезой. Уравнение ки-
нематической цепи максимальной скорости вращения шпинделя
фрезы имеет вид
1ЛСЛ алое: 12 30 24 91 ока /?/
Птах = 1450 • 2g6 • 0,985 • 36 • 30 ’ 91 • 24 250 об!мин •
Движение подач. При нарезании резьбы шпиндель, в котором
закреплена деталь, приводится во вращение (круговая подача)
с помощью электродвигателя с п = 1450 об/мин, затем через ремен-
202
ную передачу с диаметрами шкивов d — 135 и 260 и коробку скоро-
стей, далее на конический трензель z — 45 и 54, муфту /И4, зубча-
тые колеса z ~ 47 и 47, цепную передачу z = 18 и 18 и коробку по-
дач, которая дает 32 переключения. Далее движение передается на
конические зубчатые колеса z = 28 и 28, червячную передачу
К = 3 и z = 36, полый вал и червячную передачу К = 4 и z = 40,
Рис. 102. Резьбофрезерный станок мод. 561.
Узлы станка: А — передняя бабка; Б — суппорт; В — фрезерная головка; Г — задняя
бабка; Д — коробка скоростей; Е — станина.
Органы управления: / — рукоятка для настройки станка на различные виды работ;
2 — рукоятки переключения коробки скоростей; 3 — рукоятка управления станком;
4 — маховичок ручной поперечной подачи фрезерной головки; 5 — рукоятка управления
коробкой подач
на шпиндель станка. Уравнение кинематической цепи вращения
обрабатываемой детали можно записать так:
1ЛСЛ 135 ЛПОС . 45 47 18 . 28 3 4
Пшп — 1450 • 260• 0,985 •С • 54 • 47• J8 • 28’ 36 * 40 °61мин-
Но так как за единицу времени при п числе оборотов детали фреза
пройдет определенный путь (рис. 104, я), уравнение цепи круговой
подачи будет иметь вид
24 91 30 36 45 47 18 . 28 3 4 nJ ,
Sk — пФ • gj • 24 • з0 • 12 • 54 • 47 * 18 ‘ ’ 28 ‘ 36 ’ 40 cos a >
где d — диаметр обрабатываемой детали в мм;
Пф — число оборотов фрезы в минуту;
а — угол подъема винтовой линии резьбы в град.
После преобразования получаем
S« = Пф1к. п да MMiMUH .
203
Dim 1OQ VnuouoTUUorvaa гурий ПРЯкбгмЬпРЧРПМПГП ГТЯНКЯ МОЛ. 561
п=1Ь5Оод/мин
Зная число оборотов фрезы Пф9 диаметр обрабатываемой детали
d и угол подъема винтовой линии резьбы а, можно по заданной кру-
говой подаче определить передаточное отношение коробки подач
Перемещение суппорта с фрезерной головкой осуществляется
от шпинделя, в котором закреплена деталь, далее черезделительный
диск 8 (рис. 104, а), зубчатые колеса г = 108 и 36, кулачковую муф-
ту и сменные колеса гитары резьбы ах и Ьи сг и dlt За один обо-
рот детали суппорт должен переместиться на величину, равную
произведению числа заходов k на шаг нарезаемой резьбы t. Уравне-
ние имеет вид
1 ..197 bt или £L $&ktH
36 bidt ’ dt 108-12,7
Фрезерование винтовых канавок. При фрезеровании винтовых
канавок шпиндель с обрабатываемой деталью получает вращение
от ходового винта. Муфту М2 (рис. 104, б) устанавливают в нейтраль-
ное положение, а муфта 7И3 сцепляется с червячным колесом z = 36
при включенной муфте Л4Х. Уравнение кинематической цепи подачи
при фрезеровании винтовых канавок записывается следующим об-
разом:
_ 24 91 36 45 47 18 . 28 3 10 12,7 ,
s6 — Пф • 91 • 24 • 12 • 54 • 47 • -18 • 1к.п • 28 • Зб • 25 • cos р мм/мин .
после преобразования получаем
___ 12,7
Se~" 12cospn^u"’
где 0 — угол наклона винтовой канавки.
Как и в предыдущем случае, перемещение суппорта с фрезер-
ной головкой должно быть точно согласовано с вращением обраба-
тываемой детали. За один оборот детали суппорт перемещается на
шаг Т винтовой канавки.
Уравнение
Т dsbv 36 . a* Ci 36 Т
12,7 Clat 108 1 bt dt 108 12,7’
Фрезерование прямых канавок. При фрезеровании прямых
канавок выключается вращение шпинделя с помощью муфты Мг
(рис. 104, в). Суппорт с фрезерной головкой перемещается от ходо-
вого винта, который получает вращение от червячной шестерни
г = 36; при этом муфта 2 устанавливается в нейтральное положе-
ние.
Уравнение кинематической цепи подачи при фрезеровании про-
дольного паза имеет вид
_ 21 36 45 £ !8 28 3 10 1 97 ,
— Пф ‘ 91 ‘ 24 ’ 12 * 54 ‘ 47 ’ 18 ’ tfC-n ’ 28 ’ 36 ’ 25 ‘ мм1мин-
205
Представим продольный паз как спиральную канавку с углом
наклона спирали р = 0°. Следовательно, выбор передаточного от-
ношения коробки подач iK п для получения snp можно производить
по формуле для фрезерования спиральных канавок с учетом, что
COS р = 1.
Фрезерование методом обкатки. На рис. 104, г представлена
схема настройки резьбофрезерного станка на фрезерование детали
методом обкатки.
Зубчатые колеса г — 47 и 47 между валами // и IV заменяются
206
сменными зубчатыми колесами а и Ь, с и d, причем их передаточное
отношение подбирается таким, чтобы за один оборот фрезы шпин-
k
дель с обрабатываемой деталью повернулся на у оборотов, где k— чи-
сло заходов червячной фрезы и z — число нарезаемых на детали
винтовых канавок. Уравнение кинематической цепи от фрезы до
шпинделя с деталью имеет вид
1 об.деф.дГй.з5;12-54-у.7.^-3б=7 оборотов заготовки.
бофрезерного станка мод. 561
207
После преобразования формула настройки цепи имеет вид
а с____________________________4k
b ’ d ~г'
При этом методе подача суппорта sc рассчитывается за один обо-
рот детали.
Уравнение кинематической цепи от шпинделя и детали до суп-
порта имеет вид
, , , 40 32 18 . 28 3 10 1О - , ,
Sc— 1 Об. ШП. 4 "32- i8,t«.»,28’36*25‘ ММ/Ьб.
Чтобы произвести нарезание многозаходной резьбы, на шпин-
деле передней бабки устанавливают делительный диск 8 с фикса-
тором, при помощи которого осуществляют поворот шпинделя на
нужное деление. При включении муфты М3 вверх осуществляется
рабочая подача фрезерной головки посредством ходового винта.
Если муфту М3 включить вниз, произойдет быстрое перемещение
фрезерной головки. Переключение муфт Ми Мг и Л43 осуществля-
ется штурвалом, управляющим тремя барабанными кулачками.
Рукоятка служит для управления станком во время работы; длин-
ный вал связывает ее с одной стороны с барабанными кулачками
муфт, а с другой стороны — с электроуправлением станка. Пере-
ключение зубчатых колес в коробке подач осуществляется одной
рукояткой с помощью кулачкового барабана, на котором имеется
пять фасонных канавок (на схеме не показаны). Поперечное устано-
вочное перемещение и подача суппорта происходят маховичком
и ходовым винтом с шагом t = 5 мм вручную.
$ 3. РЕЗЬБОФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК МОД. $63Б
Станок предназначен для фрезерования наружных и внутренних
коротких резьб гребенчатыми фрезами. На рис. 105 показана кине-
матическая схема резьбофрезерного станка мод. 563Б. Станок со-
стоит из двух основных узлов: поступательно-перемещающийся
узел 1 обрабатываемой детали и неподвижный узел фрезы 2.
Процесс работы станка заключается в следующем. В начале про-
исходит вращение детали и фрезы. Врезание осуществляется путем
перемещения детали с кареткой узла / в поперечном направлении
на величину высоты фрезеруемой резьбы, а затем перемещение де-
тали в осевом направлении.
Главное движение — вращение шпинделя — осуществляется
от электродвигателя с п — 1410 об!мин через сменные зубчатые
колеса а и b и ременную передачу с диаметрами шкивов d = 138
и 330 мм. Уравнение кинематической цепи шпинделя фрезы имеет
вид
Пф = 1410 • 4 • • 0,985 = 580 ~ об/мин
О обо О
208
или
, —
ся~~ Ь 580
откуда число оборотов фрезы ПфР:
1000а ,,
п^=^~об1'мин'
где v — скорость резания в м!мин\
Лфр — диаметр фрезы в мм.
Рис. 105. Кинематическая схема резьбофрезерного станка мод. 563Б
Так как скорость резания является заданной и диаметр фрезы
известен, подставляя в основную формулу их значения, определяем
. __ а __ 50у
1см— •
Движение подач происходит от инструментального шпинделя,
далее через винтовую червячную передачу z = 16 и 40, сменные зуб-
чатые колеса и Ьъ и du коническую зубчатую передачу z == 32
и 32, конический реверсивный механизм z = 36, 36 и 36, однозаход-
ный червяк и червячное колесо z = 86, приводится во вращение
шпиндель с обрабатываемой деталью. Уравнение кинематической
цепи настройки чисел оборотов шпинделя детали имеет вид
16 сг 32 36 1
по — Пфр • д2 • jig • gg об!мин.
209
nds ’
ЛИНИИ.
в формулу определения сменных
Определяем сменные зубчатые колеса гитары
£-•£ = 215-^;
Pi di Пфр
так как число оборотов фрезы и детали выбирается на основании
режимов резания, то
ЮООифр
где 1)фР — скорость резания фрезы в м!мин.
Число оборотов детали пэ подсчитывается исходя из величины
подачи на один зуб фрезы sz и параметров нарезаемой резьбы:
COS Р
Ид -----------
где z — число зубьев фрезы;
Р — угол подъема винтовой
После подстановки значений
зубчатых колес получаем
gl C1 =215S**COS^
di 3idd
В связи с тем, что угол подъема резьбы почти не превышает
6°, т. е. (3 < 6°, следовательно, cos Р можно принять равным 1,
тогда окончательно формула будет иметь вид
а1 С1 ni к szz
bi ‘ di ndd *
Поперечное перемещение узла, несущего деталь при врезании,
осуществляется специальным кулачком 5, закрепленным на зубча-
том колесе z = 77. В процессе вращения зубчатого колеса z = 77,
по вращающемуся кулачку обкатывается ролик 6 и передает дви-
жение через рычаг и валик на зубчатое колесо z — 18, которое, в свою
очередь, перемещает рейку, связанную с узлом, несущим деталь.
Перемещая узел с деталью, осуществляют врезание. За полный
оборот зубчатого колеса z = 77 происходит полностью обработка
детали, при этом последняя совершит
1= 1,167 оборота,
т. е. за 1,167 оборота детали фрезерование заканчивается, причем
0,167 оборота детали приходится на врезание фрезы. Чтобы осуще-
ствить осевое перемещение детали относительно фрезы, предусмот-
рен кулачок 5, закрепленный неподвижно на корпусе каретки узла,
несущего детали. При вращении шпинделя детали вращается
и кулачок 5, который встречает на своем пути упор 4, неподвижно
закрепленный на кулачке 5. Под действием кулачка шпиндель пе-
210
ремещается в осевом направлении. Кулачок 5 является сменным,
и его профиль зависит от размеров резьбы обрабатываемой детали.
Перемещение бабки с деталью при ее настройке происходит вруч-
ную с помощью рукоятки 7 для продольной настройки и рукоятки
8 — поперечной. На данном станке, в связи с наличием реверсив-
ного механизма, возможно нарезать правые и левые резьбы. Дей-
ствие всех механизмов станка взаимосвязано, и работа выполняется
автоматически.
§ 4. НАЛАДКА СТАНКА
На резьбофрезерных станках фрезеруют длинные винты с нор-
мальным шагом, многозаходные винты с большим шагом резьбы,
шлицевые канавки дисковой и червячной фрезой; кроме того, осу-
ществляется фрезерование коротких внутренних и наружных резьб
гребенчатой фрезой, а также и другие работы. Перед фрезерованием
детали прежде всего необходимо произвести качественную обработ-
ку центровых отверстий, которые являются при установке на станке
базовыми. Перед установкой длинной детали на центрах необходимо
периодически проверять расположение осей шпинделей передней
и задней бабок на одинаковой высоте над направляющими станины
и каретки. Чтобы проверить расположение осей шпинделей, не-
обходимо между центрами передней и задней бабок зажать цилиндри-
ческую контрольную оправку, длина которой равна удвоенной длине
каретки. На суппорте закрепляется индикатор так, чтобы его изме-
рительный стержень касался поверхности оправки у ее верхней об-
разующей. Затем перемещают каретку вдоль направляющих и про-
изводят измерение у обоих концов оправки на одинаковом расстоя-
нии от центров. Погрешность определяется разностью наибольших
показаний индикатора при обоих измерениях. Если отклонение не
превышает 0,02 мм, причем центр задней бабки может быть только
выше центра передней бабки, в этом случае можно устанавливать
на центра обрабатываемую деталь и производить ее закрепление
с последующей обработкой. При нарезании коротких резьб, когда
задняя бабка не участвует в процессе, необходимо проверить парал-
лельность оси шпинделя передней бабки направлению движения
каретки. Для проверки в отверстие шпинделя передней бабки плот-
но вставляют контрольную цилиндрическую оправку. Индикатор
закрепляют на каретке так, чтобы его измерительный стержень
касался поверхности оправки по ее верхней и боковой образующим.
При перемещении каретки вдоль станины определяется погрешность.
Но так как измерение производят дважды (второй раз, повернув
оправку вместе со шпинделем на угол 180°), погрешность опреде-
лится как средняя арифметическая результатов обоих измерений
в данной плоскости. Фрезерование детали можно производить,
если отклонение в пределах 0,02 мм на длине оправки 300 мм,
при условии, что свободный конец может иметь отклонение в сторо-
211
ну фрезы или вверх. Если же деталь обрабатывают в патроне, то
проверку производят так же, только применяют цилиндрическую
оправку и ее один конец закрепляют в патроне. На качество обра-
ботанной поверхности существенное влияние оказывает установка
и закрепление фрез. Каждая установленная фреза должна быть
проверена на качество заточки зубьев, а также на биение. Индика-
тор устанавливается на фрезерной головке и его измерительный
стержень должен коснуться поверхности зубьев фрезы. Поворачи-
вая шпиндель фрезы, можно наблюдать за отклонением. Если раз-
ность биений зубьев фрезы в пределах 0,03 мм, можно приступить
к обработке детали. Для фрезерования длинных резьб, спиральных
канавок и продольных пазов применяют дисковые фрезы, а для фре-
зерования коротких резьб — гребенчатые фрезы. При установке
дисковой фрезы необходимо повернуть фрезерную головку так,
чтобы плоскость вращения дисковой фрезы совпадала с направле-
нием фрезерной канавки. Установка гребенчатых резьбовых фрез
осуществляется так, чтобы они были параллельны оси детали.
Червячные фрезы устанавливаются, учитывая, что направление
их витков должно совпасть с направлением впадин нарезаемой де-
тали. Детали устанавливают в центра и закрепляют с помощью по-
водковых, цанговых или кулачковых патронов. Для обработки длин-
ных деталей один конец закреплен в передней бабке, а второй под-
держивается центром задней бабки и, если возникнет в процессе
работы прогиб обрабатываемой детали, применяют подвижной или
неподвижный люнет. Многозаходные резьбы фрезеруются последо-
вательно, вначале первый заход и после его окончания осуществля-
ют поворот детали на соответствующий угол и фрезеруют второй -
заход и т. д. Качество обрабатываемой резьбы зависит от наладки
станка, качества применяемого инструмента и также от смазочно-
охлаждающей жидкости.
§ 5. ЭКСПЛУАТАЦИЯ РЕЗЬБОФРЕЗЕРНЫХ СТАНКОВ
В процессе эксплуатации резьбофрезерных станков может воз-
никнуть ряд причин, которые понижают их точность работы и ве-
дут к преждевременному износу деталей и отдельных узлов станка.
Одним из главных условий для их предупреждения является ка-
чественная и своевременная смазка всех трущихся частей станка.
Существенное влияние на работоспособность резьбофрезерного стан-
ка оказывает приработка деталей в процессе начальной эксплуата-
ции новых и отремонтированных узлов станков. Необходимо пом-
нить, что наиболее интенсивный износ сопрягаемых деталей проте-
кает при работе в первые 8—12 ч. В этот период в сопрягаемых дета-
лях возникает значительная температура, вследствие повышенного
трения. Первый период характерен низким к. п. д. станка, так
как значительная часть энергии затрачивается на преодоление силы
трения. После окончания приработки станка необходимо слить из
212
всех емкостей загрязненное масло. Желательно после слива залить
его вновь, включить станок на 10—15 мин и произвести слив вто-
рой порции масла. После этого нужно произвести заливку свежего
масла. В процессе эксплуатации станков происходит износ направ-
ляющих станины, что резко сказывается на точности работы станка
и на качестве выпускаемой продукции. Чтобы уменьшить износ от-
крытых направляющих, необходимо применять средства защиты.
К ним относятся фетровые уплотнения, применение откидных щит-
ков и др. Фетровые уплотнения крепятся к салазкам с помощью
специального фетродержателя. Так как фетр в процессе работы за-
соряется пылью, абразивом и т. д., его необходимо еженедельно
промывать в керосине. Если при проверке фрезы на биение оно ока-
жется выше допустимого, необходимо проверить радиальное биение
оси конического отверстия шпинделя фрезерной головки. Для этого
в отверстие шпинделя фрезерной головки плотно вставляют цилин-
дрическую оправку с коническим хвостовиком. Индикатор устана-
вливают так, чтобы его измерительный стержень касался поверх-
ности оправки. При медленном вращении шпинделя вручную про-
веряют отклонения. У конца шпинделя оно не должно превышать
0,01 мм, а на расстоянии длины оправки 300 мм это биение не должно
превышать 0,02 мм. Если же биение выше допустимого, отверстие
шпинделя шлифуют на внутришлифовальном станке. Точнее будет,
если шлифование произвести на месте, когда шпиндель находится
на своих подшипниках, но для этого необходимо иметь универсаль-
ное переносное приспособление. После исправления отверстия шпин-
деля проверка его на точность повторяется. Если в процессе работы
станка возникают вибрации, в результате чего на поверхности обра-
ботанной детали получаются волны, это значит, что зазор в направ-
ляющих увеличен. Зазор в направляющих выбирается с помощью
затяжки клиньев и прижимных планок с последующей фиксацией
винтами. Вибрации могут возникнуть также вследствие наличия
увеличенного зазора в подшипниках шпинделя фрезерной головки.
Если эта вибрация возникла в шпинделе, работающем на подшип-
никах скольжения, необходима регулировка или ремонт, а в под-
шипниках качения — замена на новые. После регулировки подшип-
ников или их замены шпиндель проверяют на биение.
§ 6. БОЛТОРЕЗНЫЕ И ГАЙКОРЕЗНЫЕ СТАНКИ
Болторезные станки предназначены для нарезания резьб на бол-
тах, шпильках и других резьбовых деталях с помощью резьбонарез-
ных головок (рис. 106). Эти станки изготовляются с одним или не-
сколькими шпинделями. Главное движение в болторезном станке
осуществляется от электродвигателя, затем через коробку скоро-
стей движение передается на шпиндель. На конце шпинделя нахо-
дится резьбонарезная головка. Обрабатываемая деталь закрепля-
ется на станке в тисках, установленных на суппорте. В процессе
213
вращения шпинделя и резьбонарезной головки суппорт с деталью
перемещается в сторону головки — происходит нарезание. В конце
подачи разрезная гайка ходового винта автоматически размыкается
и суппорт останавливается. Одновременно с остановкой суппорта
осуществляется разжим плашек самораскрывающейся резьбонарез-
ной головкой и суппорт перемещается в исходное положение. Про-
Рис. 106. Болторезный станок мод. 5Б07:
1 — штурвал для закрепления заготовки в тисках; 2 — штурвал для
перемещения суппорта вместе с тисками вручную; 3 — резьбонарезная
головка; 4 — рукоятка управления плашками; 5 — рычаг, соединен-
ный с рукояткой 4\ 6 — плашки; 7 — рукоятка регулировки чисел
оборотов шпинделя; 8 — штанга с упорами для ограничения хода суп-
порта; 9 — кнопочная станция «Пуск» и «Стоп»
цесс нарезания резьбы в гайках осуществляется с помощью специ-
альных машинных метчиков.
При изготовлении небольшого количества гаек их нарезают на
обычном сверлильном станке, имеющем реверсивное движение шпин-
деля. Метчик устанавливается в патроне с фрикционным или пру-
жинным предохранителем и приводится во вращение. Одновременно
с этим происходит осевая подача шпинделя. Гайки при нарезании
нанизываются на длинный хвостовик метчика и периодически сни-
маются. При серийном и массовом производствах для изготовления
гаек применяются автоматические гайкорезные станки с большой
производительностью.
Глава XV
СТРОГАЛЬНЫЕ И ДОЛБЕЖНЫЕ СТАНКИ
Строгальные станки в зависимости от характера работы и компо-
новки их узлов разделяются на продольно-строгальные и поперечно-
строгальные. На продольно-строгальных станках обрабатывают
преимущественно крупные детали и детали, имеющие большую
длину, как, например: станины, корпусные детали и т. д., а на по-
перечно-строгальных обрабатывают мелкие и средние детали. Дол-
бежные станки используют для обработки главным образом внутрен-
них линейчатых поверхностей и реже для наружных многогранных
и фасонных поверхностей.
Перечисленные типы станков характеризуются тем, что испол-
нительное движение формообразования у них состоит из линейного
возвратно-поступательного движения с определенной скоростью
резания и прямолинейного периодического движения подачи.
§ 1. ДВУХСТОЕЧНЫЙ ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНЫЙ
СТАНОК МОД. 7231А
Продольно-строгальный станок, общий вид которого показан на
рис. 107, предназначен для обработки горизонтальных, вертикальных
и наклонных плоскостей, а также для строгания пазов различного
профиля.
Эти станки характеризуются наибольшей длиной и шириной стро-
гания. Станок состоит из следующих основных узлов: А — верх-
ние суппорты с резцедержателями, в которых закреплены резцы
суппорта, перемещаются вдоль траверсы в вертикальном направ-
лении и под углом к столу, совершая при этом движение подач.
Подача суппортов прерывистая, осуществляется за каждый двойной
ход стола. Б — портал, соединяющий стойки станка; через портал
проходит кинематическая цепь, связывающая ходовые винты стоек.
В — коробка подач вертикальных суппортов. Направление пере-
мещения суппортов изменяется при помощи рукояток 3, а переме-
щение суппортов вручную посредством вращения валов: горизон-
тальное — вала 4, а вертикальное — вала /, для чего применяются
накидные ключи. Рукоятка 5 предназначена для включения подач
и быстрых перемещений этих же суппортов. Г — электропривод,
служащий для осуществления главного движения, т. е. движения
стола. При помощи маховичка 6, действующего на электродвигатель,
215
изменяется скорость рабочего хода стола. Для установки скорости
холостого хода стола служит маховичок 7. Д — коробка подач бо-
кового суппорта. При помощи рукоятки 8 изменяется направление
вертикальной подачи бокового суппорта, а рукоятки 9 — включе-
ние подачи и быстрое перемещение бокового суппорта. Е — боковой
суппорт, перемещение которого в вертикальном направлении в про-
цессе наладки станка осуществляется от вала 10, на который наде-
вается накидная ручка, горизонтальное перемещение в результате
вращения вала И, Ж — станина, а 3 — стол станка, на котором уста-
навливается и закрепляется обрабатываемая деталь. Ход стола огра-
ничивается упорами 12, И — стойки крепятся к станине станка; по
стойкам перемещается траверса К, которая предназначена для уста-
новки и перемещения двух суппортов А. Кроме того, траверса мо-
жет перемещаться вместе с суппортами по стойкам станка И, Для
приведения в движение любого агрегата станка служит подвесная
кнопочная станция 2, Все механизированные быстрые и ручные пе-
ремещения суппортов, подъем и опускание траверсы, зажим тра-
версы на станках и подъем резцовых головок при обратном ходе
стола относятся к вспомогательным движениям.
На рис. 108 показана кинематическая схема станка мод. 7231А.
216
Главное движение. Главным движением является движение стола.
Это движение имеет начало от реверсивного электродвигателя по-
стоянного тока с регулируемым числом оборотов и далее передается
через соединительную муфту, вал /, зубчатые колеса г = 20x99,
карданный вал //, червяк и рейку т = 12 мм.
Бесступенчатое регулирование скорости движения стола осуще-
ствляется при помощи системы генератор — двигатель. При этом
скорость рабочего хода стола лежит в пределах от 5,0 до 75 м/мин.
Уравнение кинематической цепи максимальной скорости:
„ 20 10mjr 1лап20 10-12-3,14 ,
^тах Иэ.д. max gg ’ jqqq lOOOgg* 1000 -М/ЛШЯ.
Уравнение кинематической цепи минимальной скорости:
_ 20 Ю/пл _ 20 10- 12-3,14 _ _
^min — «9. д min gg • 1000 О/ gg • юоо — О,и M/MUH,
п9,д — число оборотов электродвигателя;
т — модуль реечного зубчатого колеса.
Скорость обратного хода не превышает 76 м/мин, но может быть
в 3 раза больше рабочей.
Движение подач. Как вертикальные, так и боковой суппорты
имеют самостоятельные коробки подач и индивидуальные электро-
двигатели. Электродвигатели коробок подач и главного движения
сблокированы с таким расчетом, что при холостом движении глав-
ного двигателя, когда стол совершает обратное нерабочее движение,
электродвигатели коробок подач совершают рабочее движение, -
т. е. движение подач.
Подачи вертикальных суппортов имеют следующую цепь: от
электродвигателя с п = 1450 об/мин, вал ///, червячную передачу
fe = 2 и г — 34 к валу IV. На валу IV закреплен на шпонке шкив III,
охватываемый подпружиненными тормозными колодками. Эти ко-
лодки связаны с кривошипом К при помощи пальца колодки, жестко
закреплены на полом валике, на левом конце которого на направля-
ющей шпонке посажена храповая полумуфта М2. При вращении
вала IV вращаются шкив III, тормозные колодки, кривошип К
и пол у муфта Л42.
Неподвижный упор Ун с одной стороны и подвижный Уп с дру-
гой ограничивают угол поворота колодок и кривошипа с полумуф-
той М2, так как тормозные колодки своим подводком упираются
в неподвижный или подвижный упоры, вследствие чего тормозные
колодки разжимаются и вращение их прекращается. Чтобы осуще-
ствить подачу суппортов, необходимо муфту М2 включить в полу-
муфту шестерни z ~ 90, при этом кривошип вращается по часовой
стрелке, а стол совершает холостой ход. При рабочем ходе стола
храповой механизм проскакивает и зубчатое колесо z ~ 90 оста-
новится, подача прекратится.
218
Для изменения величины подачи применяется регулируемый
храповой механизм, схема которого показана на рис. 109. На валу 1
с помощью шпонки закреплен диск 16, на который надет разжимной
хомут 4. В разрезе хомута вставлена планка 7. Хомут стягивают
при помощи стяжного болта 5 и пружин 6 и 8. Как только планка
7, совершая поворот, коснется упоров 9 или 15, она разжимает
хомут 4, пружины 6 и 8 сжимаются и диск 16 проскальзывает,
а следовательно, и останавливаются кривошип 17, втулка 2 и хра-
повая полумуфта 3.
Рис. 109. Узел изменения величины подачи станка
Величина подачи зависит от угла поворота хомута 4, а также от
положения упора 9, который регулируется при помощи маховичка
10, червячка 13 и червячного колеса 14. Стрелка 12 на лимбе 11
показывает величину подачи суппорта.
На основании кинематической схемы станка (рис. 108) можно
составить уравнение кинематической цепи минимальной подачи
вертикального суппорта при вертикальном перемещении:
1 90 30 23 20 с Л 1пс /Л д
^min в — 56 * ’ 46 * 23 * 20 * О’ Мм!дв. Ход.
Вал V передает движение подачи правому вертикальному суп-
порту, а вал X — левому. Блок z = 35 и 35 вала IX является пара-
зитным, он соединен с г = 90 и с двумя зубчатыми колесами z = 42
и 42 валов V и X.
Рассмотрим правый вертикальный суппорт. При включении муф-
ты Л1& влево вращаются конические зубчатые колеса z = 23 и 23,
219
вал VII, z = 20 и 20, а с зубчатым колесом z = 20 соединена гайка
ходового винта VIII, осуществляя и перемещение суппорта.
При включении муфты М:, вправо произойдет горизонтальное дви-
жение вертикального суппорта, так как гайка винта VI соединится
с колесом z — 46. Левый вертикальный суппорт по своему устрой-
ству аналогичен правому. Его вертикальное движение осуществля-
ется при включении муфты вправо, в результате чего будут вра-
щаться конические зубчатые колеса z = 23 и 23, вал XI, кониче-
ские зубчатые колеса z = 20 и 20 и гайка на ходовом винте 12.
Горизонтальное движение этого суппорта произойдет при включе-
нии муфты Мв влево.
Коробка подач и механизмы перемещения бокового суппорта
конструктивно выполнены так же, как и вертикальные суппорта.
При включении муфты 7И9 вращается вал XV, конические зубчатые
колеса z = 26 и 26 и гайка на ходовом винте XVII. Горизонтальное
перемещение бокового суппорта осуществляется вручную при по-
мощи рукоятки, конических зубчатых колес z = 20 и 20, ходового
винта XVIII и гайки.
На валу XIII находится червяк, который соединен с червячным
колесом z = 34, жестко закрепленным на валу XIV. Блок из двух
паразитных зубчатых колес z = 35 и 35 свободно вращается на ва-
лу XVI. Блок соединен с z = 90 и с зубчатым колесом z = 42 ва-
ла XV.
Для подъема и опускания траверсы имеется отдельный электро-
двигатель, сообщающий вращение валу XIX, на котором находится
четырехзаходный червяк, последний передает движение червячному
колесу z = 38, жестко закрепленному на валу 20, а далее через
конические зубчатые колеса z = 24 и 42 и ходовым винтам ХХГ
и XXII.
§ 2. НАЛАДКА ПРОДОЛЬНО-СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
Устанавливают обрабатываемую деталь и определяют ее положе-
ние в горизонтальной плоскости. Для этого необходимо установить
траверсу на уровне, соответствующем высоте обрабатываемой де-
тали, и закрепить ее, для чего включают электродвигатель (см. рис.
108), сообщающий перемещение однозаходному червяку, сидящему
на валу XXI, и червячному колесу z — 60, внутри которого имеется
гайка. При вращении червячного колеса винт перемещается и при
помощи упоров XXIV, действующих на длинные рычаги, фиксирует
положение траверсы. После установки и зажатия траверсы произ-
водится проверка положения обрабатываемой детали на столе
станка. Далее включается электродвигатель главного движения
с минимальным числом оборотов и стол вместе с обрабатываемой де-
талью проходит под траверсой, при этом резец, зажатый в суп-
порте, должен находиться на небольшом расстоянии от обрабаты-
ваемой поверхности. При перемещении обрабатываемой детали не-
220
обходимо, чтобы зазор между резцом и плоскостью, подлежащей
обработке, был одинаков. После предварительной выверки обра-
батываемой детали в горизонтальном положении, производится
ее выверка в вертикальном положении. Для этой цели в боковой
суппорт устанавливают резец так, чтобы главная режущая кромка
его почти коснулась боковой стороны направляющей станины. Далее
медленно передвигают стол и определяют положение детали в вер-
тикальной плоскости и, если необходимо, изменяют положение
стола с помощью подкладок, а затем детали закрепляют на столе.
Деталь необходимо закреплять в местах, соприкасающихся со сто-
лом, чтобы избежать ее прогиба. После закрепления обрабатывае-
мой детали повторно проверяют правильность ее положения и при-
ступают к обработке станины. Эта наладка значительно упрощается
при крупносерийном производстве, где установка обрабатываемых
деталей осуществляется в приспособлениях на заранее выбранные
базы, а закрепленные осуществляют быстродействующими зажимами.
После установки и закрепления на столе обрабатываемой детали
устанавливают резец вначале для чернового, а затем чистового стро-
гания. Заслуживает внимание установка резца для чистового стро-
гания в особенности, если она является окончательной операцией.
Для установления в резцедержателе такого резца необходимо на
стол Станка поставить шлифованную призму и главную режущую
кромку резца подвести к призме так, чтобы между призмой и режу-
щей кромкой был чуть заметный равномерный зазор. Затем этот ре-
зец закрепляют в резцедержателе и повторно проверяют правиль-
ность его установки. После установки и закрепления резца, а также
смазки станка приступают к обработке.
§ 3. ПОПЕРЕЧНО-СТРОГАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. СПС-01
Поперечно-строгальный станок, как и указывалось ранее, пред-
назначен для обработки малогабаритных деталей, в горизонтальной,
вертикальной и наклонной плоскостях.
Станок (рис. НО) состоит из следующих узлов: А — стойка для
поддержки стола Б, чтобы не было его прогиба при строгании, так
как он закреплен на траверсе консольно. Стол Б перемещается при
помощи винта, приводимого во вращение рукояткой 1 вместе с на-
правляющими И по станине. Для осуществления реверса стола
служит рукоятка 2. При помощи рукоятки 3 на направляющих ста-
нины в нужном для работы положении закрепляют траверсу. На по-
перечном суппорте В установлена резцовая головка. Суппорт мож-
но перемещать вручную рукояткой 5 или с помощью механизма Г.
Ползун Д совершает возвратно-поступательное движение в направ-
ляющих станины К. Для изменения хода ползуна служит рукоят-
ка 6, а при помощи рукоятки 9 осуществляется скрепление ползуна
и кулисы. Е — электродвигатель привода станка, посредством тек-
стропных ремней передает вращение коробки скоростей Ж, а пере-
221
ключение скоростей производится рукоятками 11 и 12 механизма
подачи стола 3. При помощи рукоятки 8 происходит включение по-
дачи и быстрых перемещений стола; штурвал 10 служит для изме-
нения величины подачи стола, а вал, имеющий на конце квадрат 13,
предназначен для установки рукоятки, вращением которой изменя-
ется величина хода ползуна. Станина, винт подъема стола и поддер-
живающая стойка устанавливаются и закрепляются на основании
станины Л. Для вертикального перемещения стола станка служит
вал 14, на который надевается рукоятка, а для поворота стола пред-
назначен вал 15. Для включения и выключения электродвигателя
служит кнопочная станция 7. Для пуска и остановки станка слу-
жит рукоятка 4.
Кинематическая схема станка показана на рис. 111.
Главное движение (движение ползуна). Цепь главного движения
начинается от шкива 220 мм электродвигателя через клиноремен-
ную передачу, шкив 410 мм, закрепленный на полом валу /. Фрик-
цион 1 служит для соединения вала / с валом II. На валу II жестко
закреплено зубчатое колесо г = 23, которое соединено с зубчатым
колесом г = 33 и приводит в движение вал ///. В зависимости от
положения зубчатого блока 2 вал IV получает от вала 11 четыре раз-
личные скорости. В свою очередь, вал IV при помощи зубчатого
блока 3 передает валу V две скорости через зубчатые колеса г = 37
222
74
Рис. 111. Кинематическая схема поперечно-стро-
гального станка мод. СПС-01
и 39 или г = 16 и 60. На валу V неподвижно закреплено зубчатое
колесо z = 25, соединяющееся с кулисным колесом г = 120. Ку-
лисный палец 4 вставлен в камень кулисы 5. При вращении кулис-
ного колеса приходит во вращение кривошипный палец и камень
кулисы, перемещаясь вдоль паза кулисы, приводит ее в качатель-
ное движение, а кулиса — ползуну и последний совершает прямо-
линейное возвратно-поступательное движение. Уравнение глав-
Рис. 112. Диаграмма скорости ползуна
поперечно-строгального станка с кулис-
ным приводом
ного движения для наимень-
шего числа двойных ходов пол-
зуна в минуту имеет вид
«1 =
Л 18 16 25
=970^.0,985^.^.^.^
9 дв. ход/мин.
При равномерном враще-
нии кривошипного пальца
(диска) кулиса сообщает пол-
зуну движение с неравномер-
ной скоростью. Скорость кри-
вошипного пальца (рис. 112)
2ягп /
Vt 1000 м'мин>
где п — число оборотов кри-
вошипного пальца (диска);
г —- радиус кривошипа в мм.
Из треугольника fnk полу-'
чим, что окружная скорость
камня кулисы
и2 = &L cos (а — Р);
для отсчета угла а поворота кривошипа берем луч ОгР, а для
угла отклонения кулисы 0 — луч OOV
Окружная скорость ведущего пальца кулисы в точке Е
R
заменяя Of из треугольника Ofp через /иг, получим
Я cos В
VK = V<* .
к 2 I Ч- г cos а
Из треугольника Ofp 0 = arctg • Практически ско-
рость ползуна можно определить из треугольника
Vn = VK COS p.
224
Если в данное выражение подставить значения vk, v2 и а так-
же выразив величину I через L (ход ползуна), получаем, что тре-
угольник OOiC и треугольник О АВ подобны, откуда
Vn
__2rcnRL cos2 р cos (а — 0)
~ 1000 (2R +L eos а)
м!мин.
Из этого уравнения видно, что во время рабочего и холостого
ходов углы а и р не остаются постоянными и скорость ползуна ме-
няется, как показано на диаграмме рис. 112.
Максимальная скорость рабочего хода ползуна при а = £ = 0
_____________________ 2nnRL ,
^max Р — 1000 (2R + L) М1МиН-
Максимальная скорость холостого хода при а = 180° и Р = 0
2mRL ,
Утах х— -1000 (2R—L)
Средняя скорость резания vcp за двойной ход (2L)
2Ln ,
VCP^lQOQ м/мин.
Коробка скоростей имеет восемь разных ступеней скорости, ко-
торые передаются валом V кривошипному механизму.
Движение подачи стола и траверсы станка осуществляется при
помощи эксцентрика 6, жестко закрепленного на полом валу VI.
При включении муфты М7 влево за каждый двойной ход кулисы про-
исходит поперечная подача стола движением храпового колеса
г = 60, конических зубчатых колес г — 32 и 32, шарнира Гука,
шлицевого валика X, конических колес z = 28 и 28, вала X/,
зубчатых колес г = 48 и 28 и ходового винта XII. При включении
зубчатого колеса z = 48 с колесом z -• 28, сидящего на валу XIII,
через конические зубчатые колеса z = 20 и 38, винт XIV с шагом
t = 6 мм происходит подъем или опускание стола.
Уравнение кинематической цепи подачи стола
а 32 28 48 Л
Scm “ 60 * 32 * 28 ’ 28 ММ!дв- х°д>
где а — число зубьев храпового колеса, захватываемых собачкой
при подаче. Максимально собачка может захватить на храповом
колесе 10 зубьев, что соответствует подаче s = 3 мм/дв. ход.
Подача суппорта производится от качающего сектора 8. При
движении ползуна сектор 8 приводится в колебание, так как происхо-
дит его трение о планку. В пазе сектора закреплен шарнирно ша-
тун 9, который приводит в колебательное движение храповой ме-
ханизм, расположенный на валу XVII. На этом же валу находится
зубчатое колесо z = 15, соединенное с колесом г = 15 вала XVIII
и колесами z = 15 и 15 ходового винта XIX. Движение этой цепи
приводит во вращение гайку 10.
8 А. И. Лисовой
225
Максимальное качание сектора 8 обеспечивает поворот храпо-
вого колеса г = 40 на пять зубьев, что соответствует максимальной
подаче суппорта на один двойной ход ползуна. Уравнение кине-
матической цепи максимальной подачи:
s<yvzmax = ^-y|-]|^ = ^j-*5 = 0,625 мм/дв. ход.
Чтобы увеличить ход ползуна, необходимо палец на ведущем
колесе переместить дальше от центра колеса при помощи вращения
рукоятки 17 через валик XXII зубчатого колеса z = 17 и 17 и винт
XXIII. При изменении величины радиуса кривошипного пальца
относительно центра вращения зубчатого колеса соответственно
изменяется размах качания кулисы и длина хода ползуна с резцом.
А чтобы изменить вылет ползуна, необходимо вращать рукоятку
11. вал XX. зубчатое колесо z = 22 и 30 и винт XXI. при этом пред-
варительно нужно отжать рукоятку 12. После установки ползуна
в нужное положение при помощи рукоятки 12 осуществляется за-
жатие ползушки 13.
Для быстрого перемещения стола движение осуществляется по
следующей цепи: вал I. клиноременная передача с диаметрами шки-
вов 205 и 205 мм. вал VII. на котором находится двухзаходный
червяк, червячное колесо г == 40, вал VIII. через шарнир Гука,
вал X. конические зубчатые колеса г = 28 и 28, вал XI. z = 48
и 28, ходовой винт XII.
Для поворота стола относительно продольной оси служит вал
XV и однозаходная червячная передача с числом зубьев червячного
колеса г = 67, для поворота же верхней плиты стола относительно
поперечной оси — вал XVI и однозаходная червячная передача
с числом зубьев червячного колеса z = 28. Рукоятка 14 служит для
ручного перемещения суппорта, а для переключения муфты 7 слу-
жит рукоятка 15.
§ 4. НАЛАДКА ПОПЕРЕЧНО-СТРОГАЛЬНОГО СТАНКА
МОД. СПС-01
Стол поперечно-строгального станка предназначен для установки
и закрепления подлежащей на нем обработке детали. В зависимости
от конфигурации и размеров обрабатываемой детали, ее закрепляют
на столе болтами и прижимами или в тисках. После закрепления
обрабатываемой детали устанавливают резец в резцедержателе.
Далее поднимают стол при помощи рукоятки 16, конических зубча-
тых колес z = 20 и 38, винта XIV и гайки до соприкосновения резца
с деталью, затем проверяют установку детали относительно движе-
ния резца. После этого при помощи рукоятки II регулируют вылет
ползуна с таким расчетом, чтобы была обеспечена величина вреза-
ния в обрабатываемую деталь и выход резца из контакта с деталью.
После наладки станка и установки режимов резания и подачи при-
ступают к обработке.
226
§ 5. ДОЛБЕЖНЫЙ СТАНОК МОД. 743
Долбежный станок предназначен для строгания вертикальных
плоскостей, отверстий, фасонных профилей, внутренних шпоночных
пазов и других поверхностей. На рис. 113 изображен общий вид
долбежного станка мод. 743, а на рис. 114 — его кинематическая
схема. Рассмотрим движение станка.
Главное движение осуществляется от электродвигателя с чис-
лом оборотов 950в минуту. Навалу электродвигателя имеется шкив
= 100 мм; с помощью ременной передачи движение передается
на шкив d2 = 320 мм вала I и далее приводится во вращение зуб-
чатые колеса коробки скоростей. При изменении положения блока
зубчатых колес на валу I и блока на валу II пустотелый вал IV
получает четыре разные скорости, которые сообщаются криво-
шипу /С. На кривошипном пальце находится кулисный камень,
скользящий по направляющим кулисы. При вращении вала IV
с кривошипом К кулиса через тягу сообщает долбяку прямолиней-
ное возвратно-поступательное движение. Уравнение главного дви-
жения при минимальном числе двойных ходов долбяка
«min = 950 ~ • If • || = 20 дв. ход!мин.
Движение подач. Цепь движения начинается от пустотелого вала
IV, на котором расположен барабан с криволинейным пазом. В паз
входит ролик двуплечего рычага А, который связан тягой с кри-
вошипом вала VI. На противоположном конце вала VI неподвижно
закреплен рычаг с двумя собачками, зацепляющимися с храповым
колесом z = 120. Чтобы осуществить минимальную подачу, сме-
щают собачки относительно друг друга на половину шага храпового
колеса, что дает возможность осуществлять подачу на половину
шага зубьев. За каждый оборот вала IV собачка поворачивает хра-
повое колесо на определенный угол. Так, например, при минималь-
нои подаче храповое колесо поворачивается на у зуба или на
360° • — • у— = 1°30'; при максимальной подаче — поворачивается
на 20 зубьев или на 360° • 20 • = 60°. Станок имеет 40 разных по-
дач. Подача происходит тогда, когда долбяк совершает холостой
ход. Величина подачи регулируется изменением длины плеча рыча-
га А при помощи винта и гайки. Храповое колесо z = 120 неподвиж-
но посажено на валу VII; далее движение передается коническому
реверсу z = 20 и 20, валу VIII, зубчатым колесам z = 60 и 50
и колесу z = 30, закрепленному на валу IX. Этот вал является рас-
пределительным. При включении муфты Л42» находящейся на валу X,
будут вращаться зубчатые колеса z = 19 и 19, колеса z = 15 и 20,
вал XI, зубчатые колеса z = 24 и 24, вал XII, зубчатые колеса
z = 16 и 24 маточной гайки, связанной с неподвижным ходовым
8*
227
Рис. 113. Долбежный станок мод. 743.
Узлы станка: А — стол; Б — долбяк с резцовой голов-
кой; В — поперечные салазки; F — продольные салазки;
Д — коробка скоростей с кривошипно-кулисным меха-
низмом; Е — привод подачи; Ж — станина станка.
Органы управления: / — маховичок ручного попереч-
ного перемещения стола; 2 — маховичок ручного кру-
гового поворота стола; 3 — маховичок ручного продоль-
ного перемещения стола; 4 — квадрат для изменения
места хода ползуна; 5 — рукоятки переключения короб-
ки скоростей; 6 — квадрат для изменения длины хода
ползуна
винтом XIII. При этом осуществляется поперечная подача стола.
Уравнение поперечной подачи стола:
_ а 20 60 50 19 15 24 16 19 /а я
Snon “ 120 ’ 20'50 ’ 30 * 19 * 20 * 24 ’ 24 ’ 12 мм!ов' Х00>
snOn = ^ мм!дв. ход, где а— количество зубьев, на которое пово-
рачивается храповое колесо при подаче. Продольная подача стола
происходит от распределительного вала IX при включении муфты
Л43, находящейся на валу XIV, через зубчатые колеса г = 19 и 19,
z = 12 и 24.
Уравнение продольной подачи стола:
а 20 60 50 19 12 1о /Д Л
Snpod ~ 120 ’ 20 ’ 50 ‘ 30 ’ 19 ’ 24 ’ 2 мм!^в' х°д>
Snpod = мм!дв. ход. Круговая подача стола осуществляется от
распределительного вала IX при включении муфты Л14, сидящей
на валу XVI, зубчатые колеса г = 19 и 19, конические зубчатые
колеса г = 20 и 20, однозаходный червяк и червячное колесо
z - 120.
Уравнение величины поворота стола в градусах за один двой-
ной ход долбяка:
_ а 20 60 50 19 20 1 Чело_ «°
S“p "* 120 ’ 20 ’ 50 ’ 30 ’ 19 ‘ 30 ’ 120 ’ 30 *
Для изменения длины хода долбяка приводят во вращение вал V,
зубчатые колеса z ~ 46, 21 и 17, вал III и кривошипный диск с паль-
цем К, вследствие чего изменяется расстояние от оси пальца К до
центра вала IV. Вылет долбяка регулируется при помощи вращения
вала XVIII, колес z = 16 и 16 и ходового винта XIX, перемещением
ползушки, которая при помощи тяги связана с кулисой.
§ 6. НАЛАДКА ДОЛБЕЖНОГО СТАНКА МОД. 737
Обрабатываемую деталь устанавливают на стол станка. В зави-
симости от размеров и конфигурации последней, крепление осуще-
ствляется при помощи прижимных планок и болтов, установленных
в пазы стола, в тисках или специальных приспособлениях. Прежде
чем закрепить обрабатываемую деталь, необходимо учесть расстоя-
ние на выход резца при долблении. На эту величину под обрабаты-
ваемую деталь устанавливают мерные шлифованные подкладки.
После закрепления детали проверяют перемещением вручную до-
статочность хода поперечного и продольного суппортов для обра-
ботки. Затем устанавливают и закрепляют в резцедержателе резец.
Подводят резец к обрабатываемой детали, при этом настраивают
ход на вылет долбяка и необходимый размер. После установки де-
тали и резца необходимо произвести смазку всего станка, включить
насос для подачи смазочно-охлаждающей жидкости и приступить
к обработке.
Глава XVI
ПРОТЯЖНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, МЕТОДЫ
ПРОТЯГИВАНИЯ И ВЫПОЛНЯЕМЫЕ РАБОТЫ
Протяжные станки предназначены для обработки в условиях
крупносерийного и массового производства точных отверстий
(2 и 3-го класса) любого профиля, а также для обработки наружных
плоских и фасонных поверхностей, небольших по размерам, с по-
мощью специальных режущих инструментов — протяжек. Примеры
работ, выполняемых на станках для внутреннего протягивания, по-
казаны на рис. 115. Для придания обрабатываемым поверхностям
а — профильная; б —^генераторная; в — прогрессивная
заготовки заданной формы и размеров режущие зубья протяжек
срезают припуск на обработку в определенной последовательности.
Порядок, в котором режущие зубья протяжек срезают припуск на
обработку, называется схемой резания. При протягивании внутрен-
них и наружных поверхностей различают следующие схемы реза-
ния: профильная, генераторная и прогрессивная (рис. 115).
Профильная схема резания (рис. 115, а) представляет собой такой
последовательный порядок срезания припуска зубьями протяжки,
при котором окончательная форма и размеры протянутой поверх-
ности получаются от действия последнего режущего зуба.
Генераторная схема резания (рис. 115,6) представляет собой такой
порядок срезания зубьями протяжки, при котором окончательная
230
форма и размеры протянутой поверхности получаются в результате
взаимодействия всех режущих зубьев.
Прогрессивная схема резания (рис. 115, в), или схема переменного
резания, представляет собой видоизмененную профильную схему
резания. Особенностью прогрессивной схемы резания является то,
что режущий периметр зубьев протяжки разделен на секции, в ре-
зультате чего каждый зуб срезает слой материала не по всему про-
тягиваемому контуру, а лишь на части его. При этом толщина среза
значительно больше, чем при продольной схеме резания.
Протяжные станки разделяются на станки для внутреннего и на-
ружного протягивания. Станки для внутреннего протягивания делят-
ся на горизонтальные и вертикальные, которые могут быть с простым
или с полуавтоматическим циклом работы. Наиболее разнообразную
группу представляют станки для наружного протягивания. Так, на-
пример, в группе горизонтальных станков имеются станки непрерыв-
ного действия, карусельного и туннельного типа и станки с одним
инструментом. К вертикальной группе относятся обычные вертикаль-
ные станки с одной или несколькими протяжками, а также для про-
тягивания наружных фасонных поверхностей тел вращения.
§ 2. ГОРИЗОНТАЛЬНО-ПРОТЯЖНОЙ СТАНОК МОД. 7510М
На станке обрабатывают отверстия различных профилей и разме-
ров с помощью протяжек. В рассматриваемом станке главным движе-
нием будет поступательное перемещение штока с протяжкой слева
направо, а вспомогательным движением — перемещение штока и
протяжки в обратном направлении, т. е. справа налево. Механизм
подачи отсутствует, так как срезание припуска на обработку про-
исходит за счет конструкции протяжки. Каждый последующий ра-
бочий зуб протяжки срезает с обрабатываемой поверхности стружку
небольшой толщины, а последние зубья (их 4—6) производят ка-
либрование обрабатываемой поверхности.
Гидравлическая схема станка показана на рис. 116.
Главное движение. Электродвигатель приводит во вращение два
лопастных насоса 1 и 2 постоянной производительности (каждый на
32 л/мин), находящихся на одном валу. При работе двух насосов
подаваемое в цилиндр масло перемещает шток с большой скоростью.
Чтобы получить малые скорости рабочего движения штока, необхо-
димо открыть кран 5, тогда подаваемое насосом 1 масло возвратится
в бак, а масло, нагнетаемое насосом 2, направится по маслопроводу
через дроссель 4, в левую выточку золотника 5 и в левую по-
лость цилиндра 9. Из правой полости цилиндра масло, вытесня-
емое поршнем, движущимся слева направо (рабочий ход) по
маслопроводу, через правую выточку золотника 5, сливается в
бак. Чтобы остановить движение штока, необходимо золотник 5
сместить вправо, в среднее положение. При этом масло, нагнетаемое
насосом 2, по маслопроводу через предохранительный клапан 6
231
направится в бак, а масло от насоса / через обратный клапан 7 и 8,
предохранительный клапан 6 также направляется в бак. Для обрат-
ного хода штока необходимо золотник 5 сместить в крайнее правое
положение. Масло, нагнетаемое насосами 1 и 2, направляется по
Рис. 116. Гидравлическая схема горизонтально-протяжного станка мод. 7510М
маслопроводу через выточки золотника 5 в обе полости цилиндра.
Так как живое сечение цилиндра 9 в правой полости больше на ве-
личину площади сечения штока, поршень начнет быстро перемер
щаться справа налево. Произойдет обратный или холостой ход што-
ка вместе с протяжкой.
§ 3. НАЛАДКА ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ
Прежде чем приступить к установке инструмента-протяжки и
обрабатываемой детали, необходимо убедиться, что сальники и все
соединительные части не пропускают масло, шток перемещается
плавно как при рабочем, так и при холостом ходах, насосы, предо-
хранительный клапан и другие узлы работают хорошо. После этого
деталь обрабатываемым отверстием надевают на направляющую
часть протяжки, далее хвостовик протяжки, служащий для ее за-
крепления, пропускают через отверстие станины и зажимают в
специальном приспособлении, укрепленном на конце штока. Так
как протяжка имеет значительную длину, второй конец протяжки
устанавливают на подвижном люнете. После установки протяжки
необходимо проверить перпендикулярность отверстия обрабатыва-
емой детали относительно упорной части станины, т. е. той базовой
части, на которую своей базовой поверхностью опирается обрабаты-
ваемая деталь во время протягивания. Для этой цели деталь пере-
232
мещают вдоль направляющей части протяжки до опорной части ста-
нины и при помощи щупа проверяют точность совпадения базовых
плоскостей опорной части станины и обрабатываемой детали. Убе-
дившись в правильной установке инструмента и детали, можно
приступить к протягиванию отверстия. Смазочно-охлаждающие жид-
кости оказывают влияние на стойкость протяжки, шероховатость
протянутой поверхности, величину усилия протягивания, размеще-
ние стружки во впадине и размер получаемого профиля. Чтобы полу-
чить хорошую поверхность при протягивании, применяют эмульсии
и мыльные растворы, а также ализариновую эмульсию. Необходи-
мым является уменьшение скорости протягивания, однако при этом
стойкость протяжек снижается. Если же применить осерненные
растительные масла или сульфофрезол, усилие при протягивании
снижается, а стойкость повышается. При применении эмульсии при
протягивании размер отверстия в стальных деталях получается
меньшим, при применении же различных масел — большим. Если
в детали из чугуна протянуть отверстие без охлаждающей эмульсии,
диаметр отверстия получается большим, чем при протягивании с
эмульсией. После окончания наладки станка приступают к протяги-
ванию. Протягивание считается хорошим, если ход протяжки ров-
ный, без рывков, стружка легко отделяется от поверхности обрабо-
танной детали и размеры протягиваемого отверстия находятся в
пределах допуска.
§ 4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ
В процессе эксплуатации протяжных станков возникает ряд не-
поладок, которые мешают нормальной работе. Наиболее частой
причиной неполадок в работе протяжных станков является наруше-
ние нормальной работы гидропривода. Не приступая к настройке
клапанов и других агрегатов гидроаппаратуры, следует проверить
наличие воздуха в системе, а также загрязненность масла. Эти две
причины чаще всего вызывают нарушение нормальной работы
гидропривода станка (нарушена плавность перемещения штока,
толчки и дрожание при работе). Если в системе имеется воздух, во
время работы станка в резервуаре на поверхности масла появля-
ется пена и пузыри. Это значит, что соединение маслопровода не-
герметично и система засасывает воздух. Кроме того, воздух может
попасть после смены масла или когда масло в резервуаре находится
значительно ниже допустимого уровня. Чтобы удалить воздух из
цилиндра, открывают отверстие в крышке со стороны штока и пор-
шень перемещают в обратном направлении, в процессе которого
воздух выйдет вместе с маслом. Это отверстие необходимо закрыть,
когда поршень дошел до упора крышки цилиндра. Эту операцию
необходимо произвести несколько раз, чтобы удалить воздух не
только из цилиндра, но и из системы. Загрязненное масло, питающее
гидросистему, обычно вызывает заедание золотников, в первую оче-
?33
редь, управляемых электромагнитами или гидравликой при низком
давлении. Следует золотники, клапаны и остальную контрольно-
регулирующую аппаратуру промыть и полностью заменить масло в
системе. В процессе нормальной эксплуатации протяжного станка
первую смену масла необходимо произвести через три месяца после
установки станка и пуска в эксплуатацию, а затем через каждые
шесть месяцев работы. Такие сроки смены масла объясняются при-
работкой деталей, так как в процессе работы в масле будут нахо-
дится металлические включения, что явно способствует преждевре-
менному износу трущихся поверхностей. Очистка резервуара от гря-
зи происходит при текущем ремонте станка. В гидроприводе стан-
ков применяется индустриальное масло 20 по ГОСТу 1707—51.
При эксплуатации горизонтально-протяжных и вертикально-про-
тяжных станков может возникнуть и ряд других неполадок.
1. Частичное возвращение стола назад при резании металла.
Это связано с тем, что кривошипно-шатунный механизм при подве-
денном на рабочую позицию столом не занимает положения самотор-
можения. Для устранения этой неполадки необходимо перена-
строить стол.
2. При включении станка и подведении стола каретка занимает
промежуточное положение и не перемещается, манометр при этом
показывает нормальное давление рабочего и обратного хода. Это
значит, что в станке сильно затянуты направляющие, либо затянуто
уплотнение штока цилиндра. Для устранения неполадки необхо-
димо отпустить винты направляющих планок и ослабить клин. Если
причина не в этом, нужно отпустить сальник штока.
3. При нормальном подводе и отводе стола рабочая каретка не-
подвижна. В этом случае может быть несколько причин: неправиль-
но настроен стол, т. е. упоры, расположенные на столе, слишком
затянуты и в цилиндре стола не открывается отверстие, через ко-
торое должно пройти масло и переместить золотник каретки. Чтобы
дать каретке рабочий ход, необходимо полностью вывернуть упоры
стола и произвести его перестройку. Каретка может не перемещаться
и по причине засорения командной трубки, через которую поступает
масло от цилиндра стола к золотнику каретки. В этом случае необ-
ходимо снять командную трубку и проверить ее. Каретка может
быть также неподвижной, если произошло заедание золотника.
Тогда необходимо снять крышку золотника и проверить перемеще-
ние золотника вручную.
4. При нормальном движении стола и показании манометра, ка-
ретка находится в крайнем верхнем или крайнем нижнем положе-
нии и не перемещается. Это может возникнуть из-за нарушения
соосности шейки поршня с проточкой в крышке цилиндра. Для пе-
ремещения каретки надо поднять рабочее давление в насосе до 120
кг/см2, и, нажимая толчком соответствующую кнопку, попытаться
переместить каретку. Если каретка сдвинулась, необходимо ее
переместить в крайние положения несколько раз, после чего отре-
234
гулировать клапан и перейти на прежнее давление. Если все же ка-
ретка неподвижна, необходимо разобрать цилиндр и произвести
его проверку.
5. При включении станка каретка поднимается вверх и сразу
падает вниз, хотя должна бы остановиться в верхнем положении.
Это происходит по причине несрабатываемости золотника. Чтобы
устранить этот дефект, нужно снять крышку золотника, проверить
пружину и переместить золотник вручную, собрать золотник и вновь
его проверить.
При работе шестеренных насосов встречаются следующие непо-
ладки:
1. Большое количество масла вытекает по приводному валу.
Причиной является засорение дренажного слива или наличие за-
диров, либо выработки трущихся поверхностей в крышке. В пер-
вом случае проверяют надежность слива масла, а во втором — снима-
ют втулку и крышку и устраняют задиры и выработку шлифова-
нием с последующей сборкой.
2. Невсасываемость масла насосом. Причиной этой неполадки
может быть пониженный уровень масла в баке; негерметическое
уплотнение боковых крышек и неправильное вращение приводного
вала. В первом случае необходимо заполнить бак до указанного
уровня, во втором — проверить надежность уплотнения боковых
крышек насоса и, наконец в третьем случае — изменить направле-
ние вращения вала.
3. Попадание воздуха в масло. Причиной этой неполадки может
быть неплотное соединение всасывающей трубы насоса или износ
сальниковых уплотнений. В первом случае необходимо проверить
места соединения, а во втором — снять втулку и крышку, устранить
выработку сальников шлифованием или их заменой.
При работе поршневых насосов встречаются следующие непо-
ладки:
1. Колебание давления в сети маслопровода. При этом ощущаются
толчки и шум насоса. Это значит, что в системе имеется воздух, по-
павший ввиду неплотности во всасывающей линии или пониженного
уровня масла. Прежде всего нужно выпустить воздух из системы,
исправить всасывающую систему и долить масло в бак до указанного
уровня.
2. Насос не развивает необходимого давления. Возможны три
основные причины: первая — большие потери масла в отдельных
узлах и соединениях; вторая — наличие воздуха в системе и третья
— засорение клапана высокого давления. Чтобы устранить выше-
указанные причины, необходимо проверить и отремонтировать все
соединения маслопровода, выпустить воздух из системы и при по-
следней неполадке отвернуть винт регулирующей пружины клапа-
на, промыть клапан струей масла работающего насоса и вновь от-
регулировать пружину на необходимое давление. Если промывка
не помогает и давление не достигает требуемой величины, тогда
235
снимают фланец, вынимают клапан, чистят его и вновь соби-
рают.
3. Механизм управления не изменяет производительности насо-
са. Причиной этой неполадки может быть засорение клапана шесте-
ренного насоса; неисправность механизма управления и заклинива-
ние скользящего блока. В первом случае необходимо разобрать и
прочистить клапан насоса, во втором — произвести проверку
электромагнитов, их проводку и пружины. Если засорились золот-
ники управления, их необходимо разобрать, прочистить и собрать.
В третьем случае надо разобрать цилиндр управления эксцентрици-
тетом и проверить перемещение скользящего блока вручную. Если
этого недостаточно, необходимо вынуть блок и установить причину
заклинивания. После установления причины и исправления непо-
ладок необходимо собрать цилиндр управления.
Глава XVII
ШЛИФОВАЛЬНЫЕ И ШЛИФОВАЛЬНО ПРИТИРОЧНЫЕ
СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И КЛАССИ-
ФИКАЦИЯ ШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Шлифовальные станки предназначены для получения точных раз-
меров правильной геометрической формы и высокого качества поверх-
ности детали. В качестве инструмента при шлифовании используют
абразивные и алмазные круги. На станках шлифовальной груп-
пы можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические
и фасонные поверхности и плоскости, шлифовать резьбу и зубья
зубчатых колес и другие работы. Шлифовальные станки классифи-
цируются по их основным технологическим признакам: 1) станки
для круглого шлифования; 2) станки для плоского шлифования;
3) станки для доводочно-притирочных шлифовальных работ.
Станки для круглого шлифования в зависимости от того, обра-
батываются наружные или внутренние поверхности тел вращения,
делятся на станки для наружного шлифования и внутреннего шли-
фования. Для наружного шлифования деталей применяются станки:
центровые, бесцентровые, для обработки фасонных деталей, спе-
циальные автоматы и полуавтоматы.
Для внутреннего шлифования деталей применяются станки:
обыкновенные, планетарные, бесцентровые, переносные, полуавто-
маты и автоматы.
Станки для плоского шлифования в зависимости от способа при-
менения шлифовальных кругов делятся на две группы: станки, ра-
ботающие периферией круга, и станки, работающие торцом круга.
Станки для доводочно-притирочных работ включают: станки,
работающие шлифовальным кругом, работающие с порошками,
полировочные и прочие.
§ 2. КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 3151
На рис. 117 показан общий вид круглошлифовального станка
мод. 3151, предназначенного для наружного шлифования в центрах
цилиндрических, конических (с небольшим конусом) и торцовых
поверхностей деталей. Круглое наружное шлифование осуществля-
ется следующими тремя способами: а) продольной подачей; б) попе-
речной подачей; в) глубинным шлифованием. На рис. 118, а пред-
237
Ж £ Ь 3 Д 2 Г
Рис. 117. Круглошлифовальный станок мод. 3151:
Узлы станка: А — бабка изделия; Б — шлифовальная бабка; В — задняя бабка;
Г — станина; Д — гидропривод стола; Е — стол; Ж — поворотная плита.
Органы управления: 1 — маховичок ручного поперечного перемещения шлифовальной
бабки; 2 — рукоятки управления гидроприводом стола; 3 — маховичок продольной по-
дачи; 4 — кнопочная станция
Рис. 118. Схема шлифования в центрах
в)
ставлена схема шлифовального станка по способу продольной пода-
чи. Шлифовальный круг совершает вращательное движение. Обра-
батываемая деталь имеет вращательное и поступательное движения.
Скорость вращения круга, характеризующая скорость резания
при шлифовании, рассчитывается по формуле
и«=ТообМЬ м'сек-
где DK — диаметр шлифовального круга в jwjw;
пк — число оборотов шлифовального круга в минуту.
Скорость вращения обрабатываемой детали рассчитывается по
формуле
м1мин>
где Da — диаметр обрабатываемой детали в мм\
Пд — число оборотов обрабатываемой детали в минуту.
Скорость резания
V = VK ± vd
(в зависимости от направления вращения шлифовального круга и
детали).
Глубина резания — это слой металла, снимаемый шлифоваль-
ным кругом за один проход:
j. &д — d
I = --- мм.
Продольная подача при шлифовании обычно берется в долях
ширины круга:
s = SdB мм/об детали,
где s — продольная подача за один оборот детали в мм\ В — шири-
на круга в мм.
Числовое значение sq выбирается: для чернового шлифования
Sd = 0,6 -т- 0,85, для чистового so = 0,2 4- 0,4.
Машинное время при круглом наружном шлифовании в центрах
методом продольной подачи рассчитывается по формуле
где L — длина продольного хода стола в мм;
пк — число оборотов детали в минуту;
s — продольная подача за один оборот детали в мм;
t — поперечная подача в мм;
К — поправочный коэффициент.
При черновом шлифовании К = 1,1 4- 1,4, а при чистовом К =
= 1,3 4- 1,8. На рис. 118, б показан процесс шлифования способом
поперечной подачи. Шлифуемый круг совершает вращательное дви-
239
жение вокруг оси и поступательное движение в поперечном направ-
лении. Машинное время при поперечной подаче кругового шлифо-
вания
где Д' = 1,2 - 1,3.
На рис. 118, в представлен метод шлифования, при котором круг
устанавливается на полную глубину шлифования и деталь обраба-
тывают за один или два продольных хода круга. Кинематическая
схема круглошлифовального станка мод. 3151 показана на рис. 119.
Главное движение, т. е. вращение шпинделя шлифовальной баб-
ки вместе с абразивным кругом, осуществляется от электродвига-
теля с п = 1440 об/мин через клиноременную передачу с диаметра-
ми шкивов d = НО и 150 мм на шпиндель шлифовального круга.
Шпиндель вращается в двух подшипниках специальной конструк-
ции. Уравнение кинематической цепи вращения шпинделя шлифо-
вальной бабки имеет вид
п = 1440 • 0,985 • = 1040 об)мин.
Круговая подача осуществляется от электродвигателя с
и = 940 об/мин через клиноременную передачу с трехступенчатыми
шкивами на вал //, далее через клиноременную передачу со шкивами
d = 90 и 215 мм на вал III, ременную передачу со шкивами d = 115
и 215 мм на поводковый патрон, свободно сидящий на шпинделе IV.
Уравнение кинематической цепи круговой подачи:
SKP = 940 • 0,985t • 90 . L|5 nd6,
где i — передаточное отношение одного из ступеней трехступенча-
того шкива; d$ — диаметр обрабатываемой детали. Зная диаметр
обрабатываемой детали d# в мм, можно по заданной величине кру-
говой подачи sKP определить требуемое передаточное отношение i
клиноременной передачи трехступенчатого шкива
Skp
1==650^-
Продольная подача. Электродвигатель с п=1420 об/мин при-
водит во вращение ротор насоса / производительностью 35 л/мин.
Масло через дроссель 2 нагнетается в магистраль. Чтобы включить
продольную подачу стола, необходимо рукоятку пускового золот-
ника 3 поставить в положение, указанное по схеме (рис. 119). Под
давлением масла золотник 4 переместится вправо, масло по магист-
рали направится в левую полость золотника 5 и далее через дроссель
6 в левую полость реверсивного золотника 7, сдвигая его вправо.
Масло из магистрали через левую выточку реверсивного золотника
7 направится в левую полость рабочего цилиндра 8f смещая поршень
240
Рис. 119. Кинематическая схема круглошлифовального станка мод. 3151
вправо. Из правой полости рабочего цилиндра масло вытесняется,
далее направляется по магистрали через правую выточку реверсив-
ного золотника 7, среднюю выточку золотника 5 в бак. Как только
упор 9 или 21 дойдет до рычага 10 и переключит его, а следовательно,
золотник 5 сместится влево, масло от насоса 1 по магистрали через
правую выточку золотника 5, дроссель 11 направится в правую
полость золотника 7 и сместит его влево. Затем масло из магистрали
поступит в правую полость рабочего цилиндра 8, перемещая пор-
шень и стол станка влево. Из левой полости рабочего цилиндра 8
масло вытесняется в бак. Чтобы остановить подачу стола, достаточ-
но золотник 3 переместить вниз, тогда нагнетаемая магистраль через
выточку золотника соединится с баком, куда поступает масло, что
приведет к остановке стола. Дроссели 6 и 11 служат для регулиров-
ки плавности переключения золотника.
Ручное продольное перемещение стола. Как только масло начнет
переливаться в бак, пружина золотника 4 переместит его в левое
крайнее положение; правая и левая полости рабочего цилиндра 8
будут соединены. Под действием пружины шток и его поршень 13
переместятся вниз, увлекая за собой колесо z — 30, сидящее на
скользящей шпонке вала X/, которое соединится с колесом z = 30
вала IX, Рабочий, вручную вращая маховичок 12, приводит в дви-
жение зубчатые колеса z = 15, 60, вал /X, колеса z = 25, 45, вал X,
z = 20, колесо с внутренним зацеплением z = 90, колеса z = 30, 30,
вал X/ и колесо z = 14, перемещает рейку, а следовательно, и стол.
Для ускоренного перемещения стола вручную необходимо вал VIII
вместе с колесом z — 15 переместить в осевом направлении и соеди-
нить его с колесом z = 90.
Поперечная подача. Поперечная подача шлифовальной бабки
производится в момент реверсирования продольного хода стола.
В конце хода стола золотник 5 перемещается, масло из его левой
или правой полости вытесняется через дроссель 6 или 11, далее че-
рез краны 14 и 15, через выточку золотника 16 по маслопроводу по-
падает в правую полость цилиндра 17 и приводит в движение его
поршень. На конце штока поршня имеется собачка, которая свя-
зана с храповым колесом. Под действием хода поршня и собачки
храповое колесо поворачивается на некоторый угол, увлекая за
собой конические колеса вала V, z = 24 и 36, вала VI, z = 24 и 96,
винтовую передачу и движение передается шлифовальной бабке.
Величина поперечной подачи регулируется жестким упором (на
рис. 119 не показан). Если оба крана 14 и 15 открыты, подача шли-
фовальной бабки происходит за каждый ход стола. При закрытии
одного крана подача осуществляется за один двойной ход стола, а
при закрытии обоих кранов периодическая подача шлифовальной
бабки прекращается. Быстрый отвод или подвод шлифовальной
бабки производится при помощи золотника 19, цилиндра 20, Поршень
цилиндра 20 связан с ходовым винтом VII, а винт связан со шлифо-
вальной бабкой. При движении винта вдоль своей оси перемещается
242
и шлифовальная бабка. Для ручного перемещения шлифовальной
бабки служит маховичок 18,
В настоящее время на базе описанного станка выпускается ста-
нок мод. ЗБ 151. Новый станок имеет следующие дополнительные
особенности: бесступенчатое изменение чисел оборотов шпинделя в
пределах от 63 до 455 или от 84 до 600 об!мин\ добавлено устройство
быстрого перемещения стола; возможность балансировки шлифо-
вального круга во время работы станка, так как при станке имеется
балансировочное приспособление. Станок снабжен магнитным сепа-
ратором, предназначенным для очистки охлаждающей жидкости от
металлической стружки, а для получения шлифуемой поверхности
высокого качества имеется возможность включения осциллирующего
движения шлифовального круга.
§ 3. НАЛАДКА СТАНКА
Прежде чем приступить к наладке шлифовального станка, нужно
выбрать шлифовальный круг для обработки заданной детали. Шли-
фовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из зе-
рен абразивного материала, связанных особым веществом, называе-
мым связкой. Режущими гранями зерен, расположенных на рабо-
чей поверхности, круг снимает с детали стружку. Шлифовальные
круги различаются: а) по геометрической форме; б) размерам;
в) роду и сорту абразивного материала; г) размеру зерна; д) материалу
связки; е) твердости; ж) структуре. Все вышеперечисленные приз-
наки составляют характеристику круга. Круг той или иной характе-
ристики выбирается в зависимости: а) от физико-механических
свойств материала обрабатываемой детали; б) формы и размеров по-
верхности, подлежащей обработке; в) типа станка и принятого ме-
тода шлифования; г) требуемой точности и качества поверхности де-
тали; д) режима резания, т. е. величин скорости круга и детали,
продольной и поперечной подач или припуска, снимаемого за проход.
Форму круга на круглошлифовальных центровых и бесцентровых
станках выбирают плоскую, прямого профиля (ПП) и плоскую с
выточкой с двух сторон (ПВД).
Для изготовления шлифовальных кругов используются аб-
разивные материалы естественного и искусственного происхожде-
ния. Чаще всего применяют электрокорунд нормальный белый (Э),
карбид кремния черный (КЧ) и карбид кремния зеленый (КЗ),
электрокорунд с присадкой хрома (ЭХ) и монокорунд (М). Зерна
всех перечисленных абразивных материалов обладают высокой
твердостью. Не следует смешивать твердость зерна с твердостью
круга. Используя зерна самого твердого абразивного материала,
можно изготовить весьма мягкий круг, т. е. со слабой связкой.
В процессе наладки станка на шлифование данной детали необходимо
выбирать круг, чтобы твердость его зерен была выше, чем твердость
материала обрабатываемой детали. Тогда абразивные зерна будут
243
легко внедряться при шлифовании в материал детали. Наибольшей
твердостью обладает карбид кремния зеленый (КЗ). Он применяется
для шлифования твердых сплавов. Размер зерен, а следовательно и
номер, выбирается по ГОСТу 3647—59. Для центрового и бесцентро-
вого шлифования применяются преимущественно круги с зерни-
стостью от № 24 до № 120 с размером зерна от 0,7 до 0,85 мм и от
0,105 до 0,125 мм, Шлифование производится, как правило, круга-
ми на керамической (К), бакелитовой (Б) и реже вулканитовой (В)
связках. Керамические связки обладают высокой прочностью и
стойкостью профиля рабочей поверхности, а также жароупорностью,
водоупорностью и химической стойкостью. К недостаткам можно
отнести: хрупкость, сравнительно небольшую окружную скорость
(до 35 м/сек) и малую упругость. Бакелитовые связки обладают вы-
сокой прочностью, сравнительно низкой жароупорностью, высокой
окружной скоростью (до 45 м/сек) и повышенной упругостью. К
недостаткам их можно отнести: повышенный износ кругов, а также,
способность разрушаться под действием щелочных охлаждающих
жидкостей. Вулканитовая связка представляет собой искусственный
каучук, подвергшийся вулканизации. Эти круги отличаются особо-
высокой плотностью и упругостью. Под твердостью шлифовального
круга понимается способность его рабочей поверхности сопротив-
ляться разрушению, вызываемому силами шлифования. По ГОСТу
3751—47 установлена следующая шкала твердости абразивных
инструментов (табл. 9).
Таблица 9
Шкала твердости абразивных инструментов
Степень твердости Обозначение твердости
М — МЯГКИЙ СМ — среднемягкий С — средний СТ — среднетвердый Т твердый ВТ — весьма твердый ЧТ — чрезвычайно твердый Ml; М2; М3 СМ1; СМ2 Cl; С2 СТ1; СТ2; СТЗ Tl; Т2 ВТ1; ВТ2 ЧТ1; ЧТ2
Цифры 1, 2 и 3, приведенные в графе «Обозначение твердости»,
характеризуют твердость абразивного инструмента в порядке ее
возрастания. Кроме материала зерна, зернистости, твердости и
связки, абразивный инструмент определяет еще и структура. Под
структурой следует понимать степень сближения зерен абразивного
материала. Структура абразивного инструмента определяется про-
центным отношением объемов зерна, связки и пор. С повышением
номера структуры увеличивается размер пор в материале инстру-
мента, но увеличивается также промежуточное содержание связки.
244
Абразивный инструмент имеет 13 номеров структур, которые делят-
ся на три группы: плотные (№0, 1, 2 и 3), среднеплотные (№ 4, 5, 6)
и открытые (№7, 8, 9, 10, И, 12). Наладчик обязан правильно по
структуре выбрать абразивный инструмент, что способствует мень-
шему заполнению пор стружкой, а следовательно, и повышению
производительности шлифовального круга. Исследования показали,
что с повышением номера структуры прижоги, т. е. возникновение
больших температур на обрабатываемой поверхности, уменьшаются,
так как улучшается отвод стружки. А поэтому для чернового шли-
фования желательно применять круги с менее плотной структурой,
чем для чистового.
Для конкретных условий обработки требуется абразивный ин-
струмент с определенными физико-механическими данными. В связи
с этим, круги подвергаются маркировке, в которой кратко дана пол-
ная характеристика круга. Например, маркировка ЧАЗ, Э46СМ25К,
ПП 500 X 150 х 305, 35 м!сек означает, что шлифовальный круг
имеет следующую характеристику: ЧАЗ — завод-изготовитель, Э —
электрокорунд нормальный, зернистостью 46; СМ2 — средней мяг-
кости 2; структура № 5; К — на керамической связке; ПП — форма
плоская прямого профиля; с наружным диаметром — 500 мм; ши-
риной (высотой) 150 мм; диаметром отверстия 305 мм; окружная
скорость вращения не более 35 м!сек. Практически в маркировке
упускается номер структуры. Выбор круга является важным фак-
тором при наладке станка. Доброкачественный шлифовальный круг
может оказаться непригодным, если его характеристика не соответ-
ствует условиям работы. Только при правильно установленном ре-
жиме обработки и правильном выборе характеристики шлифоваль-
ного круга можно обеспечить производительную работу и высокое
качество шлифования. Правильно выбранный круг способен дли-
тельно работать без правки, что экономит время и сокращает затра-
ты на обработку. Не следует выбирать круги разных характеристик
для выполнения работ, близких по условиям, так как перестановка
круга занимает много времени. На качество поверхности и точность
размеров детали при шлифовании оказывает значительное влияние
уравновешенность шлифовального круга. Если шлифовальный круг
недостаточно уравновешен, то наблюдается неравномерное шлифо-
вание (выхваты), быстрое изнашивание подшипников шпинделя и
преждевременный выход из строя станка. Причинами неуравнове-
шенности шлифовального круга являются: неодинаковая плотность
материала круга, неточная форма наружной его поверхности; рас-
положение отверстия в круге и установка круга на фланцах шпин-
деля с эксцентрицитетом. Неуравновешенность круга носит назва-
ние дисбаланс, а операция уравновешивания называется баланси-
ровкой, На заводе-изготовителе к балансировке кругов предъявля-
ются требования в соответствии с ГОСТом 3060—55. Наладчик перед
установкой круга на фланцах внимательно проверяет нет ли в круге
трещин. Иногда для этой цели круг подвешивают и простукивают
245
деревянным молотком. Дребезжащие и низкого тона глухие звуки
являются следствием наличия трещин. Хорошие круги после про-
верки устанавливают для работы (рис. 120).
Круги на посадочных местах устанавливают с зазором в пределах
от 0,5 до 1,0 мм. Между фланцем и кругом устанавливают упругие
шайбы из картона толщиной от 0,5 до 1,0 мм. После затяжки круга
на фланцах его устанавливают на балансировочную оправку и пред-
варительно балансируют.
На рис. 121 показано устройство для балансировки шлифовальных
кругов. На опорные валики /, размещенные на станине 2, устанав-
ливают шлифовальный круг 3 в сборе с фланцем 4. Фланцы закреп-
ляют винтами 5 и надевают на балансировочную оправку 6. При по-
мощи регулировочного винта 8 опорные валики 1 устанавливают
в горизонтальном положении. В пазу фланца 4 находятся сухари 7,
при помощи перемещения которых производят балансировку круга.
Балансировка считается оконченной, если при вращении круга он
останавливается любой точкой его периферии в нижнем положении.
Балансировка состоит из предварительной и окончательной опера-
ций. Последняя повторяет весь технологический процесс предвари-
тельной балансировки. В промежутке между предварительной и
окончательной балансировкой круг снимают с балансировочной
оправки, устанавливают на шпиндель станка и подвергают правке.
Целью правки шлифовальных кругов является восстановление
первоначальной формы круга и его режущей способности. Известно,
что круг необходимо править через каждые 10—15 мин., а при
резьбошлифовании и других точных работах еще чаще. Правку
шлифовальных кругов производят вручную или автоматически в
процессе работы. Для правки кругов применяют технические алмазы,
алмазные карандаши, приспособления различных конструкций в
виде шарошек, твердых абразивных кругов и металлокерамических
дисков. После того как наладчик убедился, что шлифовальный круг
полностью подготовлен к обработке детали, он приступает к уста-
новке детали на станке. На центровом круглошлифовальном станке
чаще всего обрабатывают детали, имеющие цилиндрическую форму,
например: валы, пальцы, оси, шпиндели и т. д. Установка этих де-
талей на станке обычно производится в центрах. Чтобы привести
обрабатываемую деталь во вращение, применяют разнообразные
приспособления.
На рис 122, а показан трехгранный центр, используемый для
установки и крепления деталей небольших диаметров и длины.
Применяя трехгранный центр, можно работать без хомутика и шли-
фовать деталь с одной установки, т. е. не поворачивая ее. На рис.
122, б показан торцовый поводок с одним пальцем, который служит
для тех же целей, что и трехгранный центр. Корпус поводка /
навертывается на шпиндель 2. Закрепленный винтом 3 качающийся
палец 4 входит в дополнительное отверстие на торце вала 5 и 'сооб-
щает ему вращение. Центр 6 с одной стороны срезан и установлен
246
Рис. 120. Способы крепления шлифовальных кругов:
а — круги малого диаметра с посадкой на винт; б — круги малого диа-
метра с посадкой на шпиндель; в — заливка на шпильку; г, д, е — между
зажимными фланцами и кругом установлены прокладки из картона, рези-
ны, кожи и др.; ж — крепление с помощью переходных втулок; з — коль-
цевые круги; наклеенные или залитые жидким стеклом, серой, баббитом,
свинцом и др.; и — сегменты, закрепленные с помощью клиньев / и вин-
том 2 и 3 или наклеиванием
5 6
Рис. 121. Устройство для балансировки кругов
в конусе шпинделя. В этом случае детали должны иметь диаметр
не менее 40 мм. На рис. 122, в показан обычный хомутик, а на рис.
122, г — самозажимный хомутик. В корпусе 1 на оси 2 поворачи-
вается кулачок 3. На рычаг кулачка 3 действует пружина 5, прижи-
мая его к обрабатываемой детали 6. Подводковый палец планшайбы
4 давит на хвостик кулачка 3, прижимая его детали, и вращается
вместе с деталью. Детали можно устанавливать и крепить в патроне
шпинделя.
Рис. 122. Поводковые устройства
При шлифовании длинных валов применяют люнеты. Точность
шлифования длинных валов в значительной степени зависит от
правильной наладки люнетов. Чтобы прошлифовать гладкие втул-
ки, цанги, диски и другие детали с отверстием, применяют цанговые,
раздвижные и гидропластмассовые оправки. Перед установкой об-
рабатываемой детали и шлифовального круга на станок необходимо
ознакомиться с конструкцией станка, работой всех его механизмов
и органов управления; согласно схеме смазки и периодичности смаз-
ки произвести смазку станка, проверить положение органов упра-
вления станком; переключатель привода и выключатель ввода на-
пряжения должен быть в положении «Отключено»; рукоятка вклю-
чения стола должна быть в нерабочем положении; проверить
установку передней и задней бабки; установить на шпиндель бабки
?48
поводковый патрон; рукоятку пускового золотника 3 (см. рис. 119)
поставить в крайнее нижнее положение; проверить состояние защит-
ного кожуха шлифовального круга. После установки шлифоваль-
ного круга и обрабатываемой детали приводят во вращение шли-
фовальный круг и вручную перемещают стол для определения
положения установки упоров 9 и 21. Включают гидросистему подачи
масла и, включив электродвигатель, приводят во вращение обра-
батываемую деталь и далее включают насос смазочно-охлаждающей
жидкости, которую струей направляют в рабочую зону.
§ 4. БЕСЦЕНТРОВО-ШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК
МОД. 3180
Назначение станка. Станок, общий вид которого показан на рис.
123, а кинематическая схема на рис. 126, предназначен для наруж-
ного шлифования гладких цилиндрических деталей типа валиков,
роликов, поршневых пальцев, колец и др. Все эти детали шлифуют
методом продольной подачи, которая заключается в том, что деталь
2 (рис. 124), опираясь на нож 4, пропускается между двумя кругами:
шлифующим кругом 1 и ведущим 3. Шлифующий круг снимает струж-
ку с поверхности детали, а ведущий, установленный под углом а
относительно оси шлифующего круга, осуществляет вращение и
продольное перемещение детали. Угол а выбирают в пределах от
0,5 до 6°, т. е. в зависимости от принятой величины продольной по-
дачи. При черновом шлифовании угол а = 1,5 4- 6,°, а при чисто-
вом угол а = 0,5 4-1,5°. Чтобы ведущий круг имел соприко-
сновение с обрабатываемой деталью всей поверхностью для увели-
чения трения, его профиль в процессе правки делают вогнутым.
Скорость продольной подачи vs обрабатываемой детали рассчиты-
вается по формуле
vs = u^sinap, м!мин,
где ve,K — скорость ведущего круга в м/мин;
а — угол наклона оси ведущего круга в град',
р, — 0,94 4- 0,98 — коэффициент скольжения детали по ве-
дущему кругу,
откуда
^в. К--- SlDe. кПв. Ki
где De,K — диаметр ведущего круга в мм;
Пек — число оборотов ведущего круга в минуту.
Продольная подача за один оборот обрабатываемой детали равна
= ММ/об,
пд 1000v^ z ’
где Пд — число оборотов обрабатываемой детали в минуту;
Dd — диаметр обрабатываемой детали в мм;
Vd — окружная скорость детали в м!мин.
249
Рис. 123. Бесцентрово-шлифовальный станок мод. 3180.
Узлы станка: А — станина; Б — бабка шлифовального круга; В — приспособление для
правки шлифуемого круга; Г — опорный нож; Д — приспособление для правки ведущего
круга; Е ~ бабка ведущего круга; Ж — салазки бабки ведущего круга.
Органы управления: 1, 2, 3 — рукоятки управления приспособлением для правки шли-
фовального круга; 4 — рукоятка управления измерительным устройством; 5,6,7 — ру-
коятки управления приспособлением для правки ведущего круга; 8 — грибок для микро-
метрической радиальной ручной подачи бабки ведущего круга; 9 — маховичок для уста-
новочного перемещения бабки ведущего круга; 10 — рычаг быстрого ручного подвода и
отвода бабки ведущего круга
Рис. 124. Бесцентровое шлифование
Можно принять с небольшой погрешностью, что окружная ско-
рость ведущего круга почти равна окружной скорости обрабаты-
ваемой детали. Скорость
Vd = Ve. к cos а № ve, к = м[мин.
Обычно скорость ведущего круга св.к = Vd = 10 4-90 м/мин,
а скорость шлифующего круга vK = 30 4- 45 м/сек. Ведущий круг
изготовляется из электрокорунда на вулканитовой связке, зерни-
стостью 80—140, твердостью от СТ2 до Т2. Обычно припуск на ди-
метр для обработки незакаленных заготовок оставляют в пределах
от 0,1 до 0,6 мм. При черновом шлифовании за один проход можно
снять припуск в пределах 0,04—0,40 мм\ для чистового от 0,001 до
Q)
Рис. 125. Бесцентровое шлифование:
а — до упора; б — методом радиальной подачи
0,02 мм. На рассматриваемом станке можно также шлифовать де-
тали конического, фасонного и ступенчатого профиля, но методом
радиальной подачи (рис. 125). Бесцентровое шлифование является
высокопроизводительным методом обработки и применяется в
условиях серийного и массового производства.
Главное движение, т. е. вращение шлифовального круга, осу-
ществляется от электродвигателя с числом оборотов 1460 в минуту,
через клиноременную передачу и шкивы d = 158 и 190 мм, вал VI
движение передается на шлифовальный круг, который вращается
с постоянным числом оборотов (рис. 126).
Движение подач. Привод механической круговой подачи осу-
ществляется от электродвигателя с числом оборотов 1410 в минуту,
через цепную передачу звездочек z = 17 и 23, вал /, сменные зубча-
тые колеса А и Б, вал II и червячную передачу, состоящую из одно-
заходного червяка и червячного колеса z = 3°, от которого приво-
дится в движение шпиндель III и круг. Уравнение кинематической
цепи вращения ведущего круга имеет вид
пв,к= 1410об/мин,
251
отсюда
А __пв.к
В “34,7*
Описываемый станок располагает четырьмя парами сменных колес.
Привод гидравлической круговой подачи. Масло под действием
шестеренчатого насоса /, приводимого во вращение электродвига-
телем, нагнетается в гидродвигатель 2 и приводит его во вращение.
Последний вращает вал, на котором находится звездочка гх, и при
Рис. 126. Кинематическая схема бесцентрового круглошлифовального станка
мод. 3180
помощи цепной передачи передает вращение на звездочку г2 шпин-
деля III ведущего круга. Число оборотов ведущего круга бессту-
пенчато изменяется при помощи дросселя 3, Избыток масла уходит
через предохранительный клапан 4 в бак 5. Для правки круга слу-
жит специальное устройство, установленное на станке, состоящее
из цилиндра 6 и механической части 7. Насос 1 нагнетает масло
через реверсивный кран 8 в левую полость цилиндра 6, и поршень
вместе со штоком перемещается, увлекая за собой каретку 7, осу-
ществляя правку круга. Для изменения направления движения ка-
ретки необходимо вручную переключить реверсивный кран S, при
252
этом масло направляется в правую полость цилиндра 6, вследствие
чего происходит реверсирование поршня и каретки. Осевое переме-
щение шпинделя устройства производится вручную маховичком 9.
При помощи дросселя 10 изменяется скорость движения устройства,
избыток жидкости через переливной клапан II направляется
в бак 5. Ведущий круг правится отдельным' устройством вручную.
Во время правки кругу сообщают повышенную скорость от электро-
двигателя через цепную передачу z = 17 и 23, вал /, винтовые
колеса z = 16 и 55, шпиндель III при включенной муфте 20.
Радиальное быстрое перемещение бабки ведущего круга произво-
дится при помощи поворота рычага 12. Малое перемещение бабки
ведущего круга осуществляется маховичком 13 через вал V и червяч-
ную передачу, двухзаходный червяк и червячное колесо z == 24 на
втулку-гайку 14. При этом винт IV должен быть закреплен в крон-
штейне станины стопором 15. Отсчет величин перемещения бабки
ведется по лимбу 16. В круговом пазу лимба имеется упор 17, ко-
торый устанавливают в нужном положении для получения задан-
ного размера. Как только упор 17 дойдет до неподвижного упора
18, подача бабки прекращается. Для компенсации износа шлифоваль-
ного круга служит рукоятка 19, которая при помощи зубчатой пере-
дачи z .== 16 и 184 связана с лимбом /бис упором 17. Рукоятка со-
единена с маховиком 13 при помощи муфты, имеющей 22 зуба. При
перестановке рукоятки на один зуб муфты ведущий круг подводится
на 0,002 мм.
§ 5. НАЛАДКА СТАНКА
Наладка станка начинается с установки на величину угла а по-
ворота ведущего круга, который выбирают в зависимости от требу-
емой скорости движения детали. При этом учитывается диаметр и
число оборотов ведущего круга. Например, если ведущий круг со-
вершает 70 об/мин и угол а = 1°, осевое перемещение детали будет
равно 1,5 м/мин, а при повороте на угол 2° скорость равна 2,3 м/мин.
При наладке на сквозное шлифование поддерживающий нож, уста-
навливаемый в приспособлении, выбирают соответственно диаметру
шлифуемой детали. При шлифовании деталей малых диаметров ши-
рина должна быть немного меньше диаметра шлифуемой детали, для
деталей больших диаметров — 10—12 мм. В зависимости от ширины
круга и длины детали выбирают длину ножа. Нож должен выступать
по обе стороны круга на величину, немного больше половины длины
обрабатываемой детали к ведущему кругу. Величина угла этого
скоса зависит от диаметра детали и величины снимаемого припуска
за проход и может быть в пределах от 10 до 30°. Скос на ноже слу-
жит для прижима обрабатываемой детали к ведущему кругу. Для
деталей диаметром до 15 мм величину смещения центра детали ре-
комендуется установить до 0,5 ее диаметра, но не более 5—6 мм,
для средних величин диаметров от 6 до 12 мм. Установку ножа про-
253
изводят при помощи штангенрейсмаса 1 (рис. 127), установленного
на промежуточную плиту бабки ведущего круга. Величину возвы-
шения ножа L определяют по формуле
L — h ± I + у мм,
где h — величина от промежуточной плиты до линии центров в мм;
I — величина возвышения или понижения оси детали относи-
тельно линии центров круга в мм.
Процесс наладки осуществляется в следующем порядке. Закре-
пив салазки к направляющим станины, устанавливают необходимое
расстояние между ножом и ведущим кругом. После этого бабку ве-
дущего круга крепят
Рис. 127. Установка заготовки в процессе
наладки бесцентрового шлифовального станка
к салазкам, предвари-
тельно отсоединив ее от
станины. Затем присту-
пают к установке дета-
ли, измеряя ее положе-
ние при помощи штан-
генрейсмаса. Осторожно
подводят деталь к шли-
фовальному кругу до
появления небольшого
искрения. В процессе
наладки необходимо от-
метить показания лимба
крупной подачи и под-
считать перемещение де-
тали в сторону шлифо-
вального круга на величину припуска. После этого вращающуюся
деталь подводят к вращающемуся шлифовальному кругу.
Окончательная настройка на снятие припуска осуществляется
при помощи рукоятки точной настройки. После выполнения всей
наладки производят закрепление салазок с корпусом бабки к на-
правляющим станины. Лишь после этого приступают к шлифованию
детали. При шлифовании конических деталей (рис. 127) наладка
производится по методу шлифования до упора, т. е. деталь подво-
дится до упора и шлифуется, а по окончании процесса деталь вытал-
кивается толкателем в приемный желоб. Круги при этом правят
согласно углу конуса детали. Процесс наладки такой же, как и
при продольном шлифовании. Если же необходимо шлифовать де-
таль с буртом (рис. 125), то шлифование осуществляют по методу
поперечной подачи. При этом ширина шлифовального и ведущего
кругов должна быть больше длины шлифуемой детали на 15—20%.
Для прижима детали к упору ведущий круг поворачивают на угол
а = 0,5°. Ширина ножа должна быть немного меньше длины детали,
подлежащей шлифованию. Настройка на размер детали осуществ-
254
ляется следующим образом. После настройки необходимого рассто-
яния между опорными поверхностями ножа и ведущего круга, а
также высоты расположения шлифуемой детали, последнюю подво-
дят к шлифовальному кругу на заданную глубину шлифования.
Далее рычаг 12 (рис. 126), находящийся в опущенном положении,
закрепляется на гайке, а червяк точной настройки выводится из
зацепления с червячным колесом. После окончания шлифования
рычаг поднимают и бабка ведущего круга отводится, а деталь вы-
талкивается толкателем в приемный желоб.
§ 6. ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. ЗА252
Назначение станка. Станок предназначен для шлифования ци-
линдрических и конических, сквозных и глухих отверстий, а также
для торцового шлифования. Этот станок применяется в серийном и
массовом производстве; общий вид его показан на рис. 128, а кине-
матическая схема — на рис. 129.
Принцип работы станка. Обрабатываемую деталь закрепляют
в патроне. Шпиндель приводится во вращение, которое соответствует
выбранной скорости круговой подачи. При шлифовании цилиндри-
ческих отверстий ось отверстия должна быть параллельна продоль-
ному движению стола, а при шлифовании конических отверстий баб-
ку изделия устанавливают так, чтобы ось ее шпинделя составляла
с направляющими стола угол, равный половине угла конуса отвер-
стия.
Станок работает с автоматическим циклом. Вначале произво-
дится черновое шлифование. Когда остается припуск для чистового
шлифования, с помощью электроизмерительного прибора стол вы-
водит абразивный круг из отверстия обрабатываемой детали (дви-
жение стола направлено в крайнее правое положение). На пути дви-
жения стола осуществляется правка круга (при замедленном его
перемещении). После окончания правки круга панель автоматиче-
ски переключает станок на режим чистового шлифования. По окон-
чании чистового шлифования поперечная подача отключается по
команде измерительного прибора и осуществляется процесс холо-
стого движения шлифовального круга в детали, чтобы улучшить
качество поверхности и точность. Как только закончится процесс
шлифования, срабатывает реле времени, стол отводится вправо и
останавливается. Деталь снимают, и цикл работы повторяется.
Главное движение, т. е. вращение шпинделя IV, осуществляется
от электродвигателя через ременную передачу и шкивы d =*= 120 и
95 лш. Станок имеет две пары сменных шкивов d = 65, 95,120 и 225лш.
Движение подач. Электродвигатель через ременную передачу,
шкивы d = 90 и 160 мм, клиноременный бесступенчатый вариатор,
вал // и клиноременную передачу, шкивы d = 100 и 188 мм приво-
дит во вращение шпиндель III и обрабатываемую деталь, закреплен-
ную в патроне шпинделя.
255
Продольная подача стола. Электродвигатель приводит во вра-
щение шестеренчатый насос 1. Нагнетаемое масло направляется в
магистраль через пилот 2, правую выточку реверсивного золотника
5 и в правую полость цилиндра 4. Поршень перемещается влево,
увлекая за собой стол, так как шток поршня соединен с кронштей-
ном стола. Из левой полости цилиндра 4 масло через среднюю вы-
точку реверсивного золотника, панель и через дроссель 6 сливается
Рис. 128. Внутришлифовальный станок мод. ЗА252.
Узлы станка: А — бабка изделия; Б — шлифовальная бабка; В — стол? Р — гидра-
влический привод стола; Д — станина.
Органы управления: 1 — маховичок изменения чисел оборотов шпинделя; 2 — махо-
вичок ручного поперечного перемещения шлифовальной бабки; 3 — грибок включения
тонкой радиальной периодической подачи шлифовального круга; 4 — маховичок ручного
продольного перемещения стола; 5 — рукоятка включения гидропривода стола; 6 — ру-
коятки изменения скорости хода стола; 7 — рычаг отвода стола в нерабочее положение;
8 — кнопочная станция; 9 — квадрат для поперечного перемещения бабки изделия;
10 — квадрат для поворота бабки изделия; 11 — рукоятка гидрозажима детали
в бак. Дроссель 6 настраивается на заданную скорость движения
стола. Как только стол достигнет крайнего левого положения, упор
8 переводит рычаг 9, а следовательно, и реверсивный золотник 3
влево. Масло, нагнетаемое насосом 1, через пилот 2, левую выточку
золотника 3 направится в левую полость цилиндра 4. Движение
поршня, а следовательно, и стола будет слева направо. Из правой
полости цилиндра 4 масло по магистрали через правую выточку
золотника 3, панель автоматики, дроссели 5, 6 и 7 сливается в бак.
Изменение длины хода стола осуществляется упорами 8 и 10. На-
сос / одновременно нагнетает масло к пилоту 11 и в правую полость
256
CD
>
X
Лисовой
Рис. 129. Кинемати-
цилиндра 12. Поршень вместе со штоком перемещается влево. На
конце штока прикреплена штанга, при помощи которой кулачки
сходятся к центру и зажимают деталь. После окончания шлифова-
ния стол отводится вправо и останавливается и деталь разжи-
мается.
Поперечная периодическая подача шлифовальной бабки во время
шлифования осуществляется с помощью соленоида 14 за каждый
двойной ход стола. Соленоид 14 приводит во вращение храповое
колесо z == 200. Храповое колесо связано с корпусом, внутри ко-
торого находится планетарная передача.
При повороте храпового колеса с корпусом поворачивается валик
VIII. На этом валике находится блок сателлитов z = 23 и 22. Са-
теллит г = 23 обкатывает неподвижное колесо г = 23. Втулка
колеса г = 23 закреплена наглухо в столе. Сателлит г = 22 сцепля-
ется с колесом г = 24, закрепленным на ходовом винте VII, ко-
торый связан с маточной гайкой шлифовальной бабки. Гайка 16
и пружина 17 служат для устранения зазора в винтовой передаче.
Передаточное отношение планетарного механизма Виллиса выража-
ется формулой
— 1 23 - 22 1
1— 1 23 - 24“ 12-
Уравнение кинематической цепи минимальной подачи при по-
вороте храпового колеса на один зуб (z = 1):
г 1 11
S/г min == ggg * |2 === 200 * 12 * == 125 Л1Л1,
где г — число зубьев храпового колеса;
te — шаг ходового винта в мм.
При помощи маховичка 18, связанного с корпусом 15, осущест-
вляется ручное поперечное перемещение шлифовальной бабки.
Перемещению бабки предшествует вывод из зацепления сателлитов
г = 23 и 22 поворотом рукоятки 19 и вводом замыкателя 20 во впа-
дину зубчатого колеса z — 24, в результате чего соединяются кор-
пус 15 с ходовым винтом VII и при его вращении бабка перемеща-
ется. Продольное ручное перемещение стола осуществляется сле-
дующим способом. Как показано на схеме, часть масла через пилот
2 направляется в верхнюю полость цилиндра 13 и смещает поршень
вниз. Поршень с двух сторон имеет шток. На верхнем конце штока
неподвижно закреплено зубчатое колесо z = 15, которое при дан-
ной схеме выведено из зацепления с рейкой. Нижний конец штока
X жестко связан с зубчатым колесом z = 53. При выключении гид-
равлической продольной подачи давление в верхней полости ци-
линдра 13 падает и под действием пружины 21 вал X перемещается
и зубчатое колесо z = 15 входит в зацепление с рейкой. При пово-
роте маховика 22 вращаются зубчатые колеса г = 18 и 53, вал IX,
258
зубчатое колесо z = 18 и 53, вал X и зубчатое колесо г = 15, сцеп-
ляясь с рейкой, и осуществляется продольное перемещение стола.
Для поперечного перемещения бабки обрабатываемой деталью слу-
жит винт V/, а для поворота ее — винт V.
§ 7. НАЛАДКА ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Перед наладкой станка необходимо произвести смазку станка и
проверить положение органов управления станком, т. е. пакетный
выключатель ввода напряжения должен быть в положении «Отклю-
чено», при этом сигнальная лампа на пульте не горит; переключатель
привода обрабатываемой детали должен быть в положении «Отклю-
чено»; рукоятку включения гидропанели автоматики нужно поста-
вить в положение «Разгрузка», а рукоятку включения правки и
отвода стола — в среднее положение; рукоятка включения автома-
тической поперечной подачи должна быть в положении «Отключено»;
рукоятку управления автоматической подачи нужно поставить в
положение «Отвод»; кран торцошлифовального приспособления дол-
жен быть в положении «Подъем», бабка детали должна быть в по-
ложении «Нуль».
При наладке станка на шлифование цилиндрического отверстия
детали следует выполнить следующие наладочные операции. Уста-
новить на шпинделе приспособление для закрепления обрабатыва-
емой детали. Нормальной оснасткой к станку является трехкулач-
ковый самоцентрирующий патрон. В зависимости от типа шлифуе-
мой детали и характера производства на станке могут устанавливать-
ся и другого типа патроны, например: мембранные, втулочные с
прихватами и др. Установить кулачки патрона в требуемом поло-
жении (нормальном или перевернутом) в зависимости от диаметра
детали. Перед установкой первой детали в патрон необходимо на
месте прошлифовать кулачки патрона. Соответственно диаметру и
длине шлифуемого отверстия нужно установить требуемый внутри-
шлифовальный шпиндель с соответствующим по диаметру шлифо-
вальным кругом, подобранным в зависимости от шлифуемого мате-
риала и требуемого качества шлифования. При установке шпинделей
различных диаметров необходимо применять переходные втулки.
При применении кругов типа ПВ (с выточкой) на посадочной шейке
шпинделей под круг устанавливаются промежуточные втулки. Уста-
новить на валу электродвигателя шлифовальной бабки сменный
шкив и приводной ремень требуемой длины. Отрегулировать натя-
жения ремня; закрепить в зажимном патроне обрабатываемую де-
таль; поставить раздвижной кожух так, чтобы он полностью за-
крывал деталь; установить упоры S и 10 (рис. 129) на столе так, что-
бы при ходе стола вправо и влево шлифовальный круг вьрсодил из
шлифуемого отверстия на 0,3—0,5 своей ширины. При установке
9*
259
упоров следует перемещать стол вручную маховиком 22, Устройство
для правки закрепить в продольном направлении движения стола
так, чтобы правящий инструмент отстоял от торца обрабатываемой
детали на величину, равную ширине круга плюс 5—10 мм, а для
этого необходимо поставить упор правки с таким расчетом, чтобы
шлифовальный круг во время правки проходил мимо правящего
инструмента всей своей шириной. Если выполняют торцовое шлифо-
вание, то устройство для правки устанавливают в поперечном на-
правлении. При выходе шлифовального круга из обрабатываемой
детали должна быть отключена подача охлаждающей жидкости.
Эту работу выполняет кулачок, который установлен на заднем
платике стола. После наладки необходимо производить пуск стан-
ка и его механизмов в следующей последовательности: подключить
станок к электросети пакетным выключателем (на пульте управления
должна загореться сигнальная лампочка); включить электродвига-
тель гидросистемы и вместе с ним электронасос охлаждения; вклю-
чить гидропанель, установить рукоятку в положение «Пуск»; по-
воротом рукоятки реверса 9 ввести шлифовальный круг в зону шли-
фования, при этом необходимо с помощью дросселя 6 отрегулировать
скорость стола и его длину хода; далее нужно перемещать стол в
зону правки, и с помощью дросселя отрегулировать скорость его
перемещения. Необходимо проверить правильность длины хода
стола при правке и правильность установки устройства для правки
в рабочее положение и отброс его. После окончательной наладки
всех механизмов необходимо произвести следующее: включить вра-
щение шлифовального круга; произвести правку круга; включить
вращение обрабатываемой детали, установив переключатель приво-
да детали в положение «Работа»; установить требуемое число обо-
ротов шпинделя обрабатываемой детали; при помощи соленоида 14
(в ряде станков при помощи дросселя) установить требуемую вели-
чину автоматической поперечной подачи. При работе с автоматиче-
ским обеспечением размера обрабатываемой детали без измерения
дополнительно нужно выполнить следующие операции: по лимбу
установить величину полного припуска, снимаемого при шлифова-
нии, и требуемую величину компенсаций износа круга. При шлифо-
вании конического отверстия детали необходимо произвести сле-
дующую наладку: открепить бабку детали и, вращая винт 5, по-
вернуть ее на требуемый угол по шкале, имеющейся внизу бабки,
и нониусу. Если требуется высокая точность установки, то следует
поступить таким образом: сделав пробное шлифование детали, про-
верить правильность угла конуса (например, по калибру на краску).
Для внесения небольшой поправки в угловую установку бабки к
упору, связанному с бабкой, подвести подвижной упор с индикато-
ром, расположенным в пазу салазок так, чтобы штифт индикатора
коснулся упора бабки.
О величине сделанной поправки в угловую установку судят по
показанию индикатора,
260
§ 8. ВНУТРИШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК С ПЛАНЕТАРНОЙ
ПЕРЕДАЧЕЙ
Внутришлифовальные станки с планетарной передачей пред-
назначены для шлифования отверстий больших диаметров до 1500 мм
и длиной до 3000 мм в деталях несимметричной формы больших
размеров и значительного веса. Станки для обработки крупных де-
талей и больших отверстий с планетарным механизмом имеют сле-
дующее движение основных ме-
ханизмов: шпиндель шлифоваль-
ной бабки совершает только
вращательное и планетарное дви-
жения, а деталь, закрепленная
на столе, совершает возвратно-
поступательное движение. По-
перечная подача шлифовального
круга осуществляется планетар-
ным механизмом шлифовального
шпинделя. После того как стол
вместе с деталью отойдет на ве-
личину обрабатываемого отвер- Рис. 130. Шлифование с планетарной
СТИЯ, Т. е. совершит ОДИН про- передачей
ход, шлифовальный шпиндель перемещается радиально, осущест-
вляя очередную подачу на глубину шлифования. Движение стола
осуществляется при помощи гидропривода.
На рис. 130 показана схема планетарного шлифования несим-
метричной детали. Внутришлифовальные станки с планетарной пе-
редачей чаще всего бывают в горизонтальном исполнении и реже в
вертикальном, где шлифовальный шпиндель находится в вертикаль-
ном положении, а деталь устанавливается и крепится на столе.
§ 9. ПЛОСКОШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК МОД. 3724
В зависимости от метода работы различают плоское шлифование
периферией круга (рис. 131, а) и плоское шлифование торцом кру-
га (рис. 131, б). Оба метода могут применяться на плоскошлифоваль-
ных станках, работающих по принципу продольно-строгальных или
по принципу карусельных станков. В этих случаях шлифование пло-
скостей может осуществляться при возвратно-поступательном дви-
жении обрабатываемой детали или при ее круговом движении. На
рис. 132 показан общий вид плоскошлифовального станка мод.
3724, а на рис. 133—его схема. Станок предназначен для шлифова-
ния плоскостей различных деталей и применяется в индивидуальном
и серийном производствах. Рассматриваемый станок работает только
периферией круга, стол станка совершает возвратно-поступательное
движение, а шлифовальный круг — вращательное движение и дви-
жение в поперечном направлении относительно обрабатываемой
261
детали, совершая движение подачи. Поперечная подача почти всегда
осуществляется в конце каждого одинарного продольного хода сто-
ла и выражается
s — s^B мм/ход стола,
где В — ширина круга в мм; So — поперечная подача в долях ши-
рины круга.
При черновом шлифовании Sd = (0,4ч-0,7) В; при чистовом
sd - (0,25-4-0,35) В.
После прохода по всей ширине обрабатываемой детали осущест-
вляется вертикальная подача на величину t Глубина шлифования
Рис. 131. Плоское шлифование
при черновой обработке t == 0,015 —0,15 мм, а при чистовой t =
= 0,005 4-0,015 мм.
Скорость движения стола при шлифовании детали из незакален-
ной стали определяется по формуле
м1мин>
где Cv — 2,5 для круга Э36СМ2К; Cv = 2,0 для круга Э36СТ1К
и Cv = 2,34 для круга Э36С1К;
Т — стойкость круга в пределах 25 мин;
t — глубина резания шлифования в мм.
Мощность, затрачиваемая для обработки вышеуказанной стали
на вращение шлифовального круга, рассчитывается по формуле
NPe3 = CNVdsP-st°‘s кет,
где CN = 0,52 для круга Э36СМ2К; = 0,59 для круга Э36С1К
и С/у — 0,68 для круга Э36СТ1К.
262
Машинное время определяется по формуле
/74 НLh тг
Тм Тобо^ мин'
где Н — величина перемещения круга в направлении поперечной
подачи в мм;
Н == В$ -j- jB 4“ 5 мм,
Вд — ширина шлифуемой поверхности одной детали в мм.
Рис. 132. Плоскошлифовальный станок мод. 3724.
Узлы станка:
Узлы станка: А — станина; Б — стол; В —стойка; Г — шлифовальная бабка; Д — гидропри-
вод. Органы управления: / — маховичок ручного поперечного перемещения шлифоваль-
ной бабки; 2 — рукоятка включения и выключения поперечного перемещения шлифовальной
бабки; 3 — рукоятка алмазной правки шлифовального круга; 4 — рукоятка включения
поперечной подачи шлифовальной бабки; 5 — кнопочная станция; 6 — рукоятка наст-
ройки скорости движения стола; 7 — рукоятка реверсирования стола; 8 — рукоятка
пуска и останова стола; 9 — маховичок ручного вертикального перемещения шлифоваль-
ной бабки; 10 — кнопки включения быстрого вертикального перемещения шлифовальной
бабки, 11 — рукоятка включения магнитной плиты
Длина продольного хода стола
L — 1 (10 ч- 15) мм,
где I — длина детали в мм;
1г — величина припуска в мм;
Vd — скорость движения стола (детали) в мм/мин;
t — глубина резания (вертикальная подача) в мм;
s — поперечная подача за каждый ход стола s = SdB в мм.
К = 1,15 4-1,35 — коэффициент точности для чернового шли-
фования и для чистового шлифования К = 1,25 ч-1,5.
263
При установке нескольких деталей по длине и ширине стола не-
обходимо изменить также L и Н и ввести в числитель формулы со-
ответствующие сомножители.
Главное движение — вращение круга — осуществляется от
электродвигателя, встроенного внутри шлифовальной бабки
(рис. 133).
Движение подач. Продольная подача осуществляется от элект-
родвигателя, который приводит во вращение два насоса — насос 1
производительностью 100 л!мин и насос 2 производительностью
Рис. 133. Гидравлическая схема плоскошлифовального станка
мод. 3724
ЗЬл/мин. Из насоса / масло нагнетается по маслопроводу через пуско-
вой кран 3, дроссель 4, правую выточку реверсивного золотника 5
и направляется в правую полость рабочего цилиндра 6, плунжер
которого соединен со столом, в результате чего стол перемещается
справа налево. Из цилиндра 7 масло вытесняется и направляется
через левую выточку реверсивного золотника 5 в бак. Как только
упор 7/, закрепленный на столе, встретит на своем пути движения и
переведет рычаг 9, золотник 10 займет левое крайнее положение,
тогда реверсивный золотник 5 переместится в крайнее правое поло-
жение. После этого масло из насоса 1 через кран 3, дроссель 4,
левую выточку реверсивного золотника 5 направится в левую полость
цилиндра 7, смещая плунжер и стол вправо. Из правой полости ци-
линдра 6 масло вытесняется в бак. Для реверсирования хода стола
264
необходимо, чтобы упор 8 перевел рычаг 9. Чтобы остановить дви-
жение стола, необходимо повернуть пусковой кран 3, и масло, на-
гнетаемое насосом /, сливается в бак.
Поперечная подача бабки осуществляется следующим образом.
В момент реверса стола от золотника управления 10 порция масла
подается под левый или правый торец золотника /7, заставляя зо-
лотник 17 перемещаться из одного крайнего положения в другое.
При его перемещении канал, подводящий масло от насоса /, на ко-
роткий отрезок времени соединится с выводным каналом и пропустит
часть масла. Эта порция масла, нагнетаемая насосом 7, по масло-
проводу направляется через дроссель 14, золотник порционной по-
дачи 17, кран 12, левую полость золотника 16, блокировочный плун-
жер 18 в левую полость цилиндра поперечной подачи шлифовальной
бабки 19. Этим осуществляется поперечная периодическая подача
бабки. Из правой полости цилиндра 19 масло вытесняется и направ-
ляется через нижнюю выточку блокировочного плунжера 18, через
выточку золотника 16 и далее сливается в бак. С помощью дросселя
14 регулируется величина поперечной подачи, а скорость перебрасы-
вания порционного золотника 17 регулируется специальными дрос-
селями. Блокировочный плунжер 18 при перемещении стола и
осуществлении подачи всегда находится в верхнем положении, что
обеспечивается работой соленоида. Для того чтобы прекратить гидра-
влическую поперечную подачу шлифовальной бабки, необходимо
выключить соленоид. При выключенном соленоиде блокировочный
плунжер 18 перемещается вниз, перекрывает нагнетающую маги-
страль, а полости цилиндра подачи 19 шлифовальной бабки соеди-
няются со сливом, вследствие чего можно осуществлять ручное пере-
мещение; насос 2 является вспомогательным двигателем и служит
для управления движением реверсивного золотника 5 и распреде-
лительным золотником 16. Чтобы изменить направление подачи
шлифовальной бабки, т. е. направить движение поршня цилиндра
19 влево, необходимо вручную выполнить следующее. Валик 20
поднимается вверх до тех пор, пока плунжер золотника 15 хвосто-
виком попадает в углубление валика 20. Под действием пружины
золотник 15 переместится влево. Тогда масло из насоса 2 нагнета-
ется через правую выточку золотника 15 и направится к торцу зо-
лотника 16. Создавшимся давлением золотник 16 сместится влево.
Основной насос 1 нагнетает масло через дроссель 14, золотник 17,
кран подачи 12, правую полость золотника 16, по магистрали, через
нижнюю выточку блокировочного плунжера 18, в правую полость
цилиндра 19, после этого осуществится обратный ход шлифовальной
бабки. Из левой полости цилиндра 19 масло вытесняется и через
верхнюю выточку блокировочного плунжера 18, левую выточку
золотника 16 сливается в бак. Чтобы осуществить быстрое переме-
щение шлифовальной бабки, необходимо кран 12 повернуть на угол
90° против часовой стрелки. Тогда масло от насоса 1, через дрос-
сель 13, кран 12 и в зависимости от положения золотника 15 непре-
265
рывным потоком направится в левую или в правую выточку зо-
лотника 16, далее в верхнюю или нижнюю выточку блокировочного
плунжера 18 и в левую или правую полость цилиндра 19. Помимо
описанной выше гидравлической подачи, в станке предусмотрена
вертикальная подача и поперечное перемещение шлифовальной баб-
ки. Быстрый подъем и опускание шлифовальной бабки происходят
механическим способом, от электродвигателя (на схеме не пока-
зано).
После выбора круга и балансировки его устанавливают на ста-
нок. Чтобы убедиться в прочности круга, его обкатывают на станке
в течение 4—5 мин с установленным кожухом. Не обкатав шлифо-
вальный круг, нельзя приступать к работе. После обкатки шлифо-
вального круга, его правят техническим алмазом, или алмазным
карандашом. По окончании наладки шлифовального круга присту-
пают к установке детали. Перед установкой детали на стол прове-
ряют наличие забоин или других отклонений, так как качество и
точность обработанной детали зависят от состояния рабочей поверх-
ности стола. Если рабочий стол станка имеет поверхность, которая
не может обеспечить качество и точность обрабатываемой детали,
его шлифуют. Обычно стремятся при наименьшем съеме металла с
поверхности стола получить высокую точность его поверхности. Во
избежание нагрева стола рекомендуется его шлифовать глубиной
резания не более 0,01 мм при минимальном числе оборотов. Общий
съем металла при шлифовании стола не должен превышать 0,04—
0,05 мм. Получаемая поверхность должна быть тусклой и не иметь
блестящих пятен и следов шлифовальных прижогов. После того
как стол прошлифовали, его проверяют на точность. И только тогда
приступают к установке деталей. Перед установкой деталей необ-
ходимо выбрать метод крепления их на столе. Детали, изготовленные
из цветных металлов, немагнитны, поэтому для их крепления при-
меняют машинные тиски и другие специальные приспособления.
При шлифовании магнитных деталей, изготовленных из стали или
чугуна, возможен случай продольного смещения деталей по столу
под действием случайно возникших, повышенных сил резания.
Поэтому шлифуемые детали необходимо охватить дополнительными
подпорными стальными планками, которые являются опорой дета-
лей. Высота опорных планок должна быть ниже шлифуемых дета-
лей, чтобы в процессе шлифования круг их не касался. После уста-
новки деталей на рабочий стол станка, включают электромагнит и
продольное движение стола. Шлифовальную бабку подводят вруч-
ную к шлифуемым деталям, постепенно вводя шлифовальный круг
в соприкосновение с ними. Нельзя также подводить шлифовальный
круг вплотную к детали на быстром ходу во избежание удара его
о шлифуемые детали. Когда все условия наладки выполнены, про-
изводят включение необходимых механизмов станка, охлаждаю-
щую жидкость, поперечную подачу и т. д. и приступают к шлифова-
нию деталей.
266
§ 10. СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ДОВОДОЧНЫХ РАБОТ
Доводочные станки предназначены для окончательной тонкой
обработки поверхностей деталей и удаления следов шероховатости,
оставленных на них предшествующими инструментами. Шерохова-
тость поверхности существенно влияет на эксплуатационные свой-
ства деталей — усталостную прочность, износостойкость, сопротив-
ление коррозии, потери на трение при движении. Поэтому для окон-
чательной обработки поверхностей ответственных деталей с целью
получения шероховатости и выше применяют доводочные тех-
нологические процессы. К ним относятся:
хонингование, притирка и суперфиниширо-
вание. Если сравнить полученную шерохо-
ватость на поверхности детали в процессе
отделочной обработки разными способами
и измерить высоту этих гребешков, то по-
лучим следующие данные высоты неровно-
стей в микронах: тонкое точение 1,25—
12,5; шлифование 0,9—5,0; хонингование
0,13—1,25; притирка 0,08—0,25 и суперфи-
ниширование 0,01—0,25 (ГОСТ 2789—59).
Рис. 134. Хонинговальная
головка
§ 11. ХОНИНГОВАНИЕ
Хонингованием можно
Хонингование осуществляется на хонин-
говальных станках и представляет собой
технологический процесс окончательной
обработки поверхностей абразивными брус-
ками, закрепленными на внешней или
внутренней поверхности хонинговальной
головки (хона), которая совершает враща-
тельное движение и возвратно-поступатель-
ное перемещение вдоль оси обрабатываемой
детали. Хонингование поверхностей при-
меняется для диаметров от 3 до 1000 мм.
исправить небольшие дефекты поверхностей: конусность, оваль-
ность, бочкообразность отверстий и др. При хонинговании в каче-
стве смазывающе-охлаждающей жидкости применяют эмульсию или
керосин. Закрепленные в металлических корпусах бруски 4
(рис. 134) хонинговальной головки получают радиальное пере-
мещение при помощи конусов 2 и 5, насаженных на стержень 3,
который имеет на конце резьбу. При вращении стержня 3 конусы
могут сближаться или удаляться. В первом случае конусы 2 и
<5 через пальцы 1 раздвигают абразивные бруски 4, а во втором —
сдвигают. Автоматическая хонинговальная головка самоустанавли-
267
вается в обрабатываемое отверстие, вследствие наличия универ-
сальных шарниров между головкой и шпинделем станка. За один
двойной ход осуществляется сближение конусов 2 и 5 в результате
поворота стержня 3.
§ 12. ПРИТИРОЧНЫЙ СТАНОК МОД. 3816
Притиркой называется механическая доводка рабочих поверх-
ностей деталей, выполняемая с помощью специальных абразивных
паст и порошков, смешанных со смазкой и нанесенных на поверх-
Рис. 135. Кинематическая схема при-
тирочного станка мод. 3816
ность детали или инструмента-
притира.
Притирке предшествует опе-
рация шлифования. Допуск на
притирку обычно принимают от
0,003 до 0,03 мм и реже до
0,08 мм. Притиры изготовляются
из чугуна, красной меди, мягкой
стали, латуни, стекла, бронзы
и др. Притирочные станки бы-
вают общего назначения, как,
например: вертикально-доводоч-
ный однодисковый мод. СППД;
двухдисковый мод. ЗА814; 3816
и др., а также специализирован-
ные, например, для притирки
седел клапанов, зубчатых колес
и др. Рассматриваемый универ-
сально-притирочный станок
(рис. 135) предназначен для об-
работки плоскостей и цилинд-
рических поверхностей.
Главное движение — враще-
ние притира —осуществляется от
электродвигателя через клиноременную передачу со шкивами
d = 150 и 375 мм, червячную передачу г = 4 и 40, вал //, клино-
ременную передачу со шкивами d = 320 и 352 мм на шпиндель 5.
Уравнение кинематической цепи вращения верхнего притира 2
имеет вид
пв = 1440 • • 0,985 • • й? = 52 об!мин.
О/Э 4U OOZ
Вращение нижнего диска осуществляется от того же электро-
двигателя через клиноременную передачу со шкивами d = 150 и
375 мм, вал ///, червячную передачу z = 4 и 40 и корпус 8 диска /.
Уравнение кинематической цепи вращения нижнего диска имеет вид
пн = 1440 • • 0,985 • ~0 = 57 об[мин.
268
Между верхним и нижним дисками расположен сепаратор,
в гнезде которого свободно помещаются детали, подлежащие при-
тирке. Сепаратору сообщается движение от вала III через четырех-
заходный червяк и червячное колесо z = 40, зубчатые колеса
z -• 40 и 80; 34 и 86, вал /, который вращает диск 7 и палец 3,
закрепленный на диске. Палец связан с сепаратором, и при его
вращении сепаратор совершает колебательное движение. Палец 3
можно перемещать в радиальном направлении для изменения
эксцентрицитета. При обработке цилиндрических поверхностей
во избежание завала их концов муфту 9 отключают, что приводит
к остановке сепаратора. Подвод, отвод и прижатие притира осу-
ществляются при помощи поршней и цилиндров 4 и 6, а также
гидросистемы, действующей от лопастного насоса (на схеме не
показана).
§ 13. СУПЕРФИНИШИРОВАНИЕ
Суперфиниширование, или так называемая сверхчистовая обра-
ботка, применяется для получения поверхностей 10—14-го классов
чистоты. Сущность процесса заключается в том, что обрабатываемой
детали сообщается вращение, а инструменту — абразивным бру-
скам — возвратно-поступательное, колебательное (пульсирующее-
осциллирующее) движение и медленное движение вдоль обрабаты-
ваемой поверхности. При суперфинишировании применяются более
низкие скорости резания, а именно: скорость вращения детали
в пределах от 2 до 20 м/мин\ продольная подача брусков от 0,1
до 0,15 мм на один оборот детали. Количество колебательных
движений брусков составляет от 500 до 1800 в минуту. Поверх-
ности, подготовляемые к суперфинишированию, должны быть обра-
ботаны по V 8 — V 9-му классам чистоты. Процесс обработки
ведется при малом давлении брусков на обрабатываемую поверх-
ность и незначительном повышении температуры поверхностных
слоев обрабатываемой детали. Процесс суперфиниширования имеет
следующую особенность. В начале процесса обработки детали, когда
на ее поверхности имеются гребешки, оставленные от предыдущей
обработки, незначительное давление брусков легко осуществляет
разрыв поверхности масляной пленки и происходит быстрый съем
вышеуказанных неровностей. Как только эти неровности сняты,
бруски не в состоянии раздавить масляную пленку, которая обво-
лакивает деталь, так как контактная поверхность значительно уве-
личивается. Поэтому после снятия гребешков и других неровностей
дальнейший процесс работы уже не сопровождается снятием металла
и не зависит от длительности и дальнейшей работы брусков. На
этом фактически процесс обработки заканчивается. Величина
припуска, снимаемого при суперфинишировании, составляет 0,002—
0,02 мм. На рис. 136, а представлена схема обработки цилиндри-
ческой наружной поверхности, а на рис. 136, б —• схема обработки
26В
суперфинишем шеек коленчатых валов. При суперфинишировании
применяются абразивные бруски мелкозернистые, начиная от 280
и мельче, на керамической или бакелитовой связке. Твердость
брусков выбирается не выше СМ1 — С1 для мягких металлов и
Рис. 136. Суперфиниширование
Ml — М3 — для закаленной стали. Производительность обработки
детали очень большая и не превышает 1—1,5 мин. При суперфини-
шировании в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют
керосин или смесь керосина с индустриальным маслом (до 15%).
§ 14. ЗАТОЧНЫЕ СТАНКИ
Назначение станков. Заточные станки предназначены для за-
точки различных видов инструментов. Заточные станки делятся на
универсальные и специальные. Универсальные заточные станки
служат для заточки инструментов многих видов: резцов, сверл,
метчиков, разверток, зенкеров, плашек, фрез и др. На специальных
заточных станках можно затачивать только тот инструмент, для
заточки которого он спроектирован и изготовлен.
Универсально-заточный станок мод. ЗА64. На станке осущест-
вляется заточка режущего инструмента шлифовальными кругами,
расположенными с двух концов шпинделя (рис. 137). Один из кру-
гов цилиндрический, работающий периферией, служит для заточки
тел вращения, другой чашечный—для заточки торцов плоских
граней инструментов.
Главное движение станка — вращение шпинделя шлифовального
круга — осуществляется от электродвигателя, на валу которого
находится двухступенчатый шкив с d = 120 и 80 мм, далее через
ременную передачу на шкив диаметром d — 60 мм. При работе
120
шлифовальных кругов малых диаметров применяют шкивы
а больших диаметров —gg. Для регулирования натяжения ремня
на станке имеется специальное устройство. Шлифовальная головка
установлена в верхней части круглой поворотной колонки. Эта
колонка перемещается в вертикальном направлении вручную по
следующей кинематической цепи: маховичок 1 — червячная пере-
270
дача — однозаходный червяк и червячное колесо г — 45, далее на
зубчатое колесо г == 15 и рейку. Кроме того, колонку вручную
можно поворачивать на угол ±120°.
Наладка станка сводится к следующему: затачивающий инстру-
мент устанавливают и закрепляют на оправке в центрах передней
и задней бабки или в патроне передней бабки. Приспособления
Ф60
N'= 0,6 5 квт
/7 = 2800од/мин
<*>80
Рис. 137. Кинематическая схема универсально-заточного
станка мод. ЗА64
с инструментом устанавливают и закрепляют на столе станка.
Перемещение стола в продольном направлении осуществляется
реечной передачей. При помощи рукоятки 4 и планетарной передачи
движение передается на реечное колесо, при этом скорость движе-
ния стола замедленная. Вращением рукоятки 3 осуществляется
быстрое перемещение стола. Для поперечного перемещения стола
служит маховик 2. Технологические возможности заточки инстру-
мента можно значительно расширить, если применить на этом
станке специальные приспособления. Эти приспособления позво-
ляют с большой точностью выдерживать необходимые геометриче-
ские параметры инструмента.
271
§ 15. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТАНКОВ ШЛИФОВАЛЬНОЙ ГРУППЫ
Абразивная пыль, получаемая вследствие разрушения зерен
абразивного круга в процессе шлифования, попадает на трущиеся
и вращающиеся части станка и приводит его к преждевременному
износу.
В процессе эксплуатации шлифовальных станков необходимо
выполнять следующие работы по смазке станка: регулярно смазы-
вать все движущиеся части согласно схеме смазки, причем смазку
производить только чистым маслом, периодически проверять поступ-
ление масла от гидронасосов на смазку направляющих станины,
направляющих бабки изделия и подшипников шпинделя. Коли-
чество масла, поступающего на смазку, регулируется дросселями
маслораспределителя; необходимо следить за уровнем масла в ма-
сленке по манометру и за давлением аппарата распыления масла
для смазки шлифовальных шпинделей. При отсутствии в цехе
пневмосети смазка шлифовальных шпинделей должна осуществ-
ляться заливкой масла марки «индустриальное 20» или «велосит»
через отверстие «масло» гильзы шпинделя. При этом необходимо
выключить электроблокировку включения станка, связанную с по-
дачей распыленного масла, перекинув переключатель, располо-
женный в электрошкафу. Недостаточное количество масла в баке
может явиться причиной попадания воздуха в систему маслопро-
вода по всасывающей трубе. Нормальная работа, долгий срок
службы и высокая производительность станка во многом зависит от
тщательного ухода. При эксплуатации шлифовального станка необ-
ходимо соблюдать следующие правила:
1. Содержать станок в чистоте, по окончании смены приводить
станок в порядок и производить основательную чистку его один
раз в неделю.
2. Систематически выполнять все указания по обслуживанию
смазочной и гидравлической системы.
3. Каждую смену очищать отстойник бака охлаждающей жид-
кости от скопившихся в нем отходов и шлама.
4. Следить за работой механизмов станка. При нормальном на-
греве опор быстровращающихся валов или появлении необычного
шума во время работы станка, при «заедании» в механизмах переме-
щения и подачи следует прекращать работу и принимать меры
к устранению дефектов.
5. Следить за тем, чтобы резервуар для охлаждающей жидкости
был всегда наполнен и по мере надобности доливать свежую жид-
кость.
6. Следить, чтобы эмульсия не попадала в масло гидросистемы,
так как это вызывает омыливание масла и его непригодность
к работе.
7. Избегать работы на станке без охлаждения, а также не про-
изводить правку круга без охлаждения; попадание абразивной
272
пыли в рабочие механизмы станка приводит к их преждевременному
износу.
8. Следить за тем, чтобы на гибких металлических шлангах
не скапливалась грязь, масло и т. д.
9. Периодически проверять натяжение ремней; избегать их
чрезмерного натяжения, так как последнее ведет к преждевремен-
ному выходу из строя рабочего шпинделя.
10. При установке на станок сменных шлифовальных шпинделей,
шкивов, патронов, оправок тщательно протирать посадочные
поверхности станка и сменных частей.
В шлифовальных станках для передачи вращения шпинделю
применяется ременная передача. В плоскоременных передачах
необходимо правильное соединение ремней. Утолщение и утяжеле-
ние ремня в месте соединения вызывает вибрацию станка, снижает
точность обработки, ускоряет износ ремня и станка. Где возможно,
необходимо плоскоременную передачу заменить на клиноременную.
Наилучшим соединением для кожаных и прорезиненных ремней
является склейка. Склеиваемые концы кожаных ремней срезают
под острым углом для увеличения площади склеивания. Наиболее
эффективным считают клей, составленный из 20 вес. ч. мездрового
клея лучшего качества, 5 вес. ч. желатина и 8 ч. белужьего или
осетрового клея. После зачистки концов, их намазывают клеем,
а через 5—6 мин повторно намазывают и соединяют два конца,
затем стягивают при помощи струбцин и через 3—8 ч ремень можно
устанавливать на станок.
В процессе эксплуатации в опорах качения регулируют все
виды радиально-упорных подшипников путем смещения одного из
колец. Регулирование сводится к созданию в установленных под-
шипниках оптимальных зазоров в условиях данного узла. В под-
шипниках качения различают начальный зазор, с которым подшип-
ник выпускается заводом-изготовителем, посадочный зазор, уста-
навливающийся в обычных радиальных подшипниках после посадки
колец на место, и рабочий зазор, образующийся при установив-
шемся режиме работы в результате теплового расширения всех
элементов механизма и самого подшипника. Во время работы
необходимо следить за температурой подшипников шпинделя
шлифовальной бабки. Нагрев подшипников возможен из-за непра-
вильного регулирования и малого зазора, недостаточной их смазки
или неправильно выбранного режима шлифования и не должен пре-
вышать 50—60° С. Нельзя допускать вибрацию в узлах станка,
что чаще всего бывает по причине плохой балансировки шлифо-
вального круга, увеличенного зазора в подшипниках шлифоваль-
ного шпинделя, а также неисправности ременной передачи, т. е.
неверной склейки или растяжки ремня.
В процессе эксплуатации шлифовальных станков необходимо
выполнять следующие правила техники безопасности:
1. Перед началом работы проверить направление вращения
273
шпинделя шлифовального круга. Обратное направление вращения
шпинделя приводит к самопроизвольному отвертыванию винта,
закрепляющего фланцы на шпинделе, в результате чего вращаю-
щийся шлифовальный круг может сорваться со шпинделя.
2. Установка и крепление инструмента должны быть тщательно
проверены.
3. Обрабатываемые детали весом более 15 кГ необходимо уста-
навливать на станок с помощью подъемного приспособления.
4. Детали необходимо измерять только при отводе шлифоваль-
ного круга и остановке вращения детали.
5. На всех выступающих вращающихся частях станка, а Также
на ременных и зубчатых передачах должны быть защитные кожухи.
6. При уборке и смазке станок необходимо выключать.
7. Шлифовщик обязан выполнять все правила электробезопас-
ности.
8. Во время работы и особенно при правке круга шлифовщик
обязан носить защитные очки, чтобы избежать попадание в глаза
осколков круга.
Глава XVIII
ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ
§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ
Существует два метода нарезания зубчатых колес — метод
копирования и метод обкатки.
Метод копирования. При этом методе нарезания зубьев зуб-
чатых колес применяются инструменты, профиль режущих кромок
которых имеет форму впадины нарезаемого зубчатого колеса. Для
нарезания зубьев колес применяют следующий инструмент: модуль-
ные дисковые фрезы (рис. 138, а), модульные пальцевые фрезы
Рис. 138. Нарезание зубчатых колес методом копирования:
а — дисковой фрезой; б — пальцевой фрезой; в — фасонным резцом
(рис. 138, б) и фасонные резцы (рис. 138, в). Нарезание отдельных
впадин чередуется с делением, т. е. с поворотом заготовки с помощью
делительной головки или специального устройства на один шаг
зубьев или на — части оборота, где г — число зубьев нарезаемого
колеса. Производительность при нарезании по методу копирования
невысокая, так как приходится вести обработку каждой впадины
отдельно. Точность изготовленных колес зависит от точности
работы делительного приспособления, точности работы станка,
а также от квалификации рабочего. Этот метод обработки приме-
няется в индивидуальном и мелкосерийном производствах, в ремонт-
ных и других цехах.
275
При массовом производстве для нарезания зубчатых колес при-
меняют специальные резцовые головки, работа которых основана
на методе копирования (рис. 139). С помощью многорезцовой головки
производится одновременное долбление всех зубьев колеса при
радиальной подаче фасонных резцов. Для такой обработки зубчатых
колес служат станки мод. 5110 и 5120. Этот высокопроизводитель-
ный способ (колесо т = 4, с числом зубьев z = 40 нарезается
за 1 мин) не может быть применен в серийном производстве, так
как для каждого типоразмера колеса нужна специальная головка,
а ее стоимость очень велика. Другим высокопроизводительным
Рис. 139. Схема работы многорез-
цовой зубодолбежной головки:
1 — обрабатываемая заготовка; 2—
зубообрабатывающие резцы; 3 —
корпус головки
способом нарезания зубчатых колес по методу копирования, исполь-
зуемым в массовом производстве колес с внутренним зацеплением,
является протягивание. При протягивании зубчатые колеса полу-
чаются высокой чистоты и точности.
Метод обкатки. При методе обкатки инструменту придается
форма зубчатого колеса, зубчатой рейки или червяка, т. е. такой
детали, которая могла бы работать в зацеплении с нарезаемым
колесом. Инструмент и деталь воспроизводят движение, соответ-
ствующее их зацеплению, т. е. взаимно обкатываются. Кроме того,
инструменту сообщается движение резания (рис. 140). Достоинство
метода обкатки заключается в следующем: а) возможность нареза-
ния инструментом данного модуля любого колеса того же модуля,
независимо от числа его зубьев; б) большая точность нарезаемых
колес; в) высокая производительность; г) автоматизация собственно
процесса нарезания, а иногда и всего процесса зубообработки;
д) один рабочий может обслуживать два и более станков при боль-
276
ших партиях одинаковых деталей. Это возможно потому, что вспо-
могательное время на установку заготовки значительно меньше,
чем машинное.
Зубообрабатывающие станки можно разделить на три основных
группы: а) по назначению — для нарезания цилиндрических колес
с прямыми и винтовыми зубьями, нарезания червячных колес,
конических колес с прямыми и криволинейными зубьями, шеврон-
ных колес и зубчатых реек; б) по виду инструмента и технологии
обработки — на зубофрезерные, зубострогальные, зубодолбежные,
шевинговальные, зубопротяжные, зубошлифовальные, зубохонин-
говальные, зубопритирочные и зубозакругляющие; в) по классу
чистоты обрабатываемой поверхности зубьев — на станки для
чистовой обработки зубьев, предварительного нарезания зубьев
и для доводки рабочих поверхностей зубьев колес.
§ 2. ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ СТАНОК МОД. 514
Станок предназначен для нарезания зубьев цилиндрических
колес. На этом станке, кроме наружного зацепления, производят
нарезание зубьев колес с внутренним зацеплением. Как наружное,
Рис. 141. Зубодолбежный ста-
нок мод. 514.
Узлы станка: А — станина;
Б — делительная гитара; В —
верхняя часть станины; Г — кри-
вошипно-шатунный механизм
привода шпинделя с долбяком;
Д — шпиндельная головка; Е—
механизм радиальной подачи
шпиндельной головки; Ж~стол.
Органы управления: 1 — квад-
рат для ручного перемещения
шпиндельной головки; 2 — квад-
рат для ручного поворота дол-
бяка и заготовки; 3 — рычаг
для изменения направления вра-
щения долбяка и заготовки;
4 — кнопочная станция; 5 —
рычаг включения радиальной
подачи долбяка; 6 — квадрат
для ручного поворота кулачка
радиальной подачи долбяка
так и внутреннее зацепление может быть с прямыми и косыми
зубьями. На данном станке можно нарезать блоки зубчатых колес,
а при наличии специальных приспособлений — также и рейки.
На станке можно нарезать зубчатые колеса как чернового, так и
чистового профиля. На рис. 141 показан общий вид рассматриваем
277
мого станка, а на рис. 142 — его кинематическая схема. Из схемы
следует, что долбяк закрепляется на конце шпинделя XII и совер-
шает возвратно-поступательное и вращательное движения. При ра-
боте вниз долбяк осуществляет процесс резания, а при обратном
ходе совершается холостое движение. Для того чтобы не было трения
обрабатываемой детали о заднюю поверхность зубьев долбяка, деталь
вместе со столом при помощи эксцентрика 3 отходит вправо на не-
значительное расстояние, т. е. поступательное движение шпинделя с
N=O,5 кЗт
п=ЫО об/мин
Рис. 142. Кинематическая схема зубодолбежного станка мод. 514:
/ — рейка; 2 — реверс; 3 — эксцентрик; 4 — штоссель; 5 — ходовой винт; 6 — кулачок;
7 — храповик; 8 — заготовка; 9 — долбяк; 10 — эксцентрик; 11 — шатун; 12 — эксцент-
рик; 13 — ролик; 14 — муфта
долбяком осуществляется от электродвигателя через клиноременную
передачу и шкивы = 100 и d2 = 280 мм, вал / коробки скоростей,
несущий два зубчатых блока, которые передают на вал II четыре
разных числа оборотов. На левом конце вала // находится диск К,
в пазу которого закреплен палец, имеющий возможность изменять
свое положение, перемещаясь в радиальном направлении. При вра-
щении диска К с пальцем при помощи шатуна, связанного с рейкой
/, происходит поступательное перемещение рейки и вращательное
движение зубчатого колеса z — 26 вала ///, далее движение пере-
дается на зубчатое колесо z = 26 и рейку, которая закреплена на
278
стакане шпинделя. Уравнение кинематической цепи минимального
числа двойных ходов шпинделя в минуту имеет вид
Пд.хmin = 1410-^-0,985 125 дв. ход./мин.
zoU оо
Движение круговой подачи. Движение подач осуществляется
от вала //, через цепную передачу г = 28 и 28 на вал IV, трехза-
ходный червяк и червячное колесо г = 23, конический реверсивный
механизм z == 28, 42 и 42 на вал VI и сменные зубчатые колеса
и Ь2. Далее во вращение приводятся вал XI, однозаходный червяк
и червячное колесо z = 100, сидящее на шпинделе XII и соединен-
ное при помощи шлицев. Уравнение кинематической цепи круговой
подачи имеет вид
. 28 3 28 а2 1
S*P = 1 • 28'23 • 42 ’ ’ 100 Пт2д ММ1дв‘ Х0д'
ИЛИ
а2 366 sKp
b2 ~ т ' гд *
где т — модуль долбяка в мм\
Zd — число зубьев долбяка;
mzd — диаметр делительной окружности долбяка (равен произ-
ведению модуля на число его зубьев).
Движение радиальной подачи шпиндельной головки (вреза-
ние). Начало цепи идет от вала II через цепную передачу z = 28 и
28, вращая вал IV, последний соединен с валом XIII муфтой,
далее движение передается на сменные зубчатые колеса а3, Ь3,
с3, d3, вал XIV, конические зубчатые колеса z = 24 и 48, вал XV.
С вала XV движение передается на однозаходный червяк и червяч-
ное колесо z = 40, приводящее во вращение вал XVI. При включен-
ной муфте 14 движение, передававшееся далее на двухзаходный
червяк и червячное колесо z 40, приводит во вращение вал XVII,
на конце которого находится кулачок 6. Кулачок 6 при вращении
действует на ролик 13, который сообщает ходовому винту XVIII
осевое перемещение. Но так как ходовой винт XVIII связан со
шпиндельной головкой маточной гайкой колеса z = 30, то переме-
щается и шпиндельная головка вместе с долбяком. Уравнение
кинематической цепи радиальной подачи долбяка в период врезания
выражается формулой
. 28 а3 с3 24 1 2 , л
SP ~ 1 ’ 28’ ’ d~3 ’48 ’ 40 ’40h ММ дв' Х°д'
ИЛИ
а3 ^з 1600sp
63 d3 h
где h — шаг подъема спирали кулачка в мм.
27&
Движение деления и обкатки. Начало движения осуществляется
от вала XI, через конические зубчатые колеса г = 30 и 30, вал
VIII, конические зубчатые колеса z = 30 и 30, вал IX, сменные
зубчатые колеса аъ b19 съ d19 вал X, однозаходный червяк, который
соединен с червячным колесом г = 240, жестко закрепленным на
столе станка и вращающимся вместе с последним. Поскольку вра-
щательное движение долбяка и детали должны быть согласованы,
а именно поворота детали должно быть осуществлено за ± пово-
рота долбяка, можно написать уравнение кинематической цепи
обкатки в следующем виде:
1 юо зо зо 1 1
г/ 1 ’30’30’^ ’^‘240~г^
ИЛИ
at сг 2,4гд
dr %дет 9
где Zd — число зубьев долбяка;
Zdetn — число зубьев детали.
Рассматриваемый станок имеет устройство для отвода стола
с обрабатываемой деталью при обратном ходе долбяка. Это осу-
ществляется при помощи эксцентрика 3, расположенного на валу //,
и системы рычагов. Кроме того, при помощи электродвигателя мощ-
ностью N — 0,5 кет через ременную передачу, шкивы d3 = 80 и
d4 = 180 мм и вал X приводится в быстрое вращение стол с деталью.
Счетно-выключающее устройство получает движение от вала X
через эксцентрик 10 и рычажно-храповой механизм 7 с регулируе-
мым упором. Для ручного перемещения шпиндельной головки слу-
жит вал XIX и конические зубчатые колеса z = 15 и 30.
Нарезание реек. Зубчатую рейку можно рассматривать как
зубчатое колесо бесконечно большого диаметра. Применяя неслож-
ные приспособления, рейки небольшой длины обрабатывают на
зубодолбежных станках методом обкатки, при этом настройка станка
на круговую подачу и на скорость резания остается такой же, как
и при обработке цилиндрических зубчатых колес. Подача врезания
долбяка в деталь выполняется вручную, не включая вращение дол-
бяка и передвижение стола приспособления (на котором крепится
деталь рейки).
§ 3. НАЛАДКА ЗУБОДОЛБЕЖНОГО СТАНКА МОД. 514
Наладка зубодолбежного станка для нарезания зубчатого
колеса складывается из следующих операций: 1) установка долбяка;
2) установка оправки и обрабатываемой детали; 3) установка длины
хода долбяка и хода относительно обрабатываемой детали; 4) на-
стройка скорости резания (числов ходов в минуту); 5) установка
долбяка на глубину врезания; 6) настройка гитары деления; 7) на-
280
стройка сменных колес круговых подач; 8) настройка механизма
радиальной подачи на глубину врезания.
Установка долбяка. Перед установкой долбяка на посадочное
место шпинделя необходимо тщательно протереть посадочное
(базовое) отверстие долбяка и посадочное место. Установку долбяка
производят без ударов, режущими кромками вниз, а иногда и
вверх, в зависимости от выбранного направления резания. Между
шпинделем 1 и долбяком 2 устанавливается упорное кольцо 4
(рис. 143), которое прижимается гайкой 3. Точность установки дол-
бяка проверяется с помощью индика-
тора, при этом биение долбяка допу-
скается в пределах 0,01—0,015 мм.
и закрепление заготовки
Рис. 143. Установка и закрепление долбяка Рис. 144. Установка оправки
в станке
Установка оправки и детали. Для установки и закрепления
детали на станке служит специальная оправка (рис. 144). Оправка
состоит из конусной части 1, которая закрепляется в шпинделе
станка, цилиндрической части 2, на которую насаживают обрабаты-
ваемое зубчатое колесо 3, и хвостовика 4, предназначенного для
закрепления колеса. При помощи затяжки гайки 5, самоустанавли-
вающейся шайбы 6 и кольца 7 фиксируется положение обрабаты-
ваемого колеса. Чтобы долбяк во время работы имел свободный
выход и его ходу не мешал стол станка, обычно устанавливают на
оправку шлифованное опорное кольцо 8, наружный диаметр кото-
рого меньше диаметра окружности впадин зубьев колеса. Диаметр
цилиндрической части оправки 2, выбирается в зависимости от
диаметра отверстия в обрабатываемом зубчатом колесе. После
установки оправки / (рис. 145) в шпиндель 2 стола станка, ее про-
веряют на биение при помощи индикатора 3, закрепленного на
шпинделе 4 станка, а столу с оправкой сообщается быстрое враще-
ние. Проверка параллельности движения шпинделя относительно
оси производится при неподвижной оправке перемещением шпин-
деля вдоль оси оправки. Отклонения определяются дважды, при
втором измерении стол с оправкой поворачивается на угол 90°.
Допускаемые значения радиального биения оправки и непараллель-
281
Рис. 145. Проверка установки оправки на зубодолбежном станке
Рис. 146. Установка, закрепление и проверка заготовки блока колес
на оправке зубодолбежного станка
ность ее оси по отношению перемещения шпинделя на длине 100 мм
приведены в табл. 10.
Таблица 10
Допускаемые отклонения оправок зубодолбежных станков
Вид проверки Допускаемые отклонения для т — 3 4- 5
Классы точности
1 2 3 4
Непараллельность оси оправки к движению шпинделя в мм Радиальное биение в мм 0,015 0,015 0,02 0,02 0,04 0,03 0,05 0,05
После установки и закрепления обрабатываемого колеса произ-
водят повторную проверку на точность. Вначале по индикатору 3
(рис. 146) определяют биение обрабатываемого колеса относи-
тельно оси оправки. При этом обрабатываемое колесо 1 надевают
Рис. 147. Схема узла установки длины хода долбяка
на оправку 2 и вручную вращают ее. Биение допускается от 0,02
до 0,06 мм в зависимости от модуля и требуемой точности. Вторую
проверку производят после закрепления обрабатываемого колеса.
Если отклонение в пределах допустимого, то можно приступить
к обработке.
Установка длины хода долбяка и хода относительно обраба-
тываемого колеса. Длина хода долбяка зависит от положения
пальца на кривошипном диске (см. рис. 142). Узел кривошипного
диска показан на рис. 147. Наладка его сводится к следующему:
палец кривошипа перемещается вдоль направляющих диска при
283
вращении винта /. Длину хода устанавливают с помощью указа-
теля на шкале кривошипного диска. Длина хода
где В — ширина заготовки в мм\
К — расстояние, предназначенное на вход и выход долбяка,
в мм.
Величина К зависит от ширины детали В и имеет следующие
значения: В = 25; 50; 75; 100; 125; К == 4,8; 8,3; 12; 15,5; 19. Чтобы
обеспечить расстояния выхода долбяка и входа равными, необ-
ходимо отрегулировать ход так, чтобы долбяк находился в одном
из крайних положений обрабатываемого колеса. Для этого предва-
рительно необходимо отжать контргайку 2, отпустить винт 6,
после чего, вращая винт 3, переместить рейку 4, приводящую во
вращение зубчатое колесо 5, находящееся на шлицевом валу III
(рис. 142) (зубчатое колесо 5 имеет z = 26). Зубчатое колесо z = 26
сцепляется с рейкой, закрепленной на ползуне, и перемещает его,
не меняя положения кривошипного диска, до тех пор пока долбяк
займет верхнее или нижнее положение на расстоянии от поверх-
ности обрабатываемого колеса, равное у. Такое же расстояние
должно быть и с противоположной стороны обрабатываемого колеса
при повороте кривошипного диска на угол 180°. Как только налад-
чик убедится, что длина хода долбяка L = В + К, он закрепляет
контргайку 2 и винт 6.
Настройка скорости резания. В зависимости от материала
обрабатываемого колеса, материала долбяка и модуля нарезаемого
зубчатого колеса, выбирается средняя скорость резания. Скорость
резания выбирается по табл. 11 и 12. Зная среднюю скорость реза-
ния v и длину хода долбяка L мм, определяют требуемое число двой-
ных ходов долбяка в минуту.
100(Чр , , ,
п =ход./мин.
После определения числа двойных ходов в минуту долбяка уста-
навливают рычаги переключений коробки скоростей станка, отве-
чающих расчетным данным п.
При чистовом проходе скорость резания v = 30 м/мин при
подаче s = 0,25 мм/дв. ход. При обработке колес из других марок
стали полученное значение скорости нужно умножить на следую-
щие коэффициенты: 0,95 для стали 40Х и 0,83 для стали 20Х и
12ХНЗ.
При чистовом проходе скорость резания v == 28 -е- 34 м!мин
при подаче s = 0,32 мм/дв. ход. Поправочные коэффициенты на
стойкость долбяка приведены в табл. 13.
284
Таблица И
Рекомендуемые значения средних скоростей резания
на зубодолбежных станках
(для стойкости долбяка Т —360 мин и материале долбяка — сталь Р18)
Подача в мм на двойной ход Скорость резания v в m}muh при черновом проходе, обрабатываемый материал — сталь 45
Модуль
2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 6
0,1 39,0 36,6 35,0 33,2 31,8 30,6 29,8 28,3
0,2 27,4 25,5 24,0 23,2 22,2 21,3 20,8 19,7
0,3 22,6 21,0 20,0 19,2 18,3 17,5 17,1 16,3
0,4 19,5 18,3 17,3 16,5 15,8 15,2 14,8 14,0
0,5 17,4 16,3 15,4 14,8 14,2 13,7 13,2 12,5
Таблица 12
Рекомендуемые значения средних скоростей резания
на зубодолбежных станках
(для стойкости долбяка Т = 360 мин и материале долбяка — сталь Р18)
Подача в мм на двойной ход Скорость резания v в м!мин при черновом проходе, обрабатываемый материал — серый чугун НВ 190
Модуль
2 2,5 3 1 4 5 6
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 27,0 22,4 20,2 18,8 17,8 26,0 21,5 19,6 18,2 17,2 25,0 21,0 19,2 17,8 16,7 24,2 20,2 18,3 17,0 16,1 23,3 19,3 17,5 16,4 15,4 22,6 18,8 17,0 15,7 14,7
Таблица 13
Поправочные коэффициенты на стойкость долбяка
Характер обработки Поправочные коэффициенты на стойкость долбяка для чугуна и стали
Стойкость долбяка в мин
180 240 360 480 600 750
Черновой про- ход Чистовой про- ход 1,15 1,24 1,09 1,13 1,0 1,0 0,94 0,92 0,90 0,86 0,86 0,80
285
Установка долбяка на глубину врезания. При выключении
муфты 14 (рис. 142) производят вращение вала XVI вручную с по-
мощью рукоятки и поворачивают кулачок врезания 6 до тех пор,
пока ролик 13 не займет положение, соответствующее близкому
окончанию обработки, т. е. ролик должен быть почти на самой выс-
шей точке кулачка. После этого вручную при помощи рукоятки
вращают вал XIX, конические колеса z = 15 и 30, подводят суппорт
в направлении обрабатываемого колеса до тех пор, пока долбяк
слегка коснется последнего. Расположение зуба долбяка должно
быть симметричным относительно линии, соединяющей центры
долбяка обрабатываемого колеса. Кулачок врезания следует вра-
щать до тех пор, пока ролик не соскочит во впадину. После этого
произойдет отход суппорта, а следовательно, и долбяка от обраба-
тываемого колеса на величину, равную глубине впадины кулачка.
Затем устанавливают лимб на нуль и вращением вала XIX вручную
подводят суппорт к обрабатываемому колесу, на полную высоту
нарезаемого зуба. Отсчет необходимо производить по лимбу, учи-
тывая, что одно деление лимба соответствует перемещению суппорта
на 0,02 мм. Точность установки на глубину может быть проверена
измерением нарезанного зуба.
Настройка гитары деления. Выше при рассмотрении цепи деле-
ния и обкатки была приведена формула настройки гитары деления
' Ci_2,4г^
bl'di"- zK 9
где Zd — число зубьев долбяка; zK — число зубьев колеса; а, Ь,
с, d — сменные зубчатые колеса гитары.
Подставляя значения z& и zK, находим необходимые сменные
зубчатые колеса. К станку придается набор сменных зубчатых колес
гитары деления со следующим числом зубьев: 20, 23, 24, 25, 26, 30,
33, 33, 35, 37, 38, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 50, 55, 58, 60, 62, 65, 70, 74,
80, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 100 и 120.
Настройка сменных колес круговой подачи. Выше была рас-
смотрена цепь круговой подачи. При этом выведена следующая
окончательная формула определения сменных зубчатых колес:
а2 366 sKp
' гд ’
где т — модуль долбяка в мм\
Zd — число зубьев долбяка;
sKp — круговая подача в мм!дв. ход.
На данном станке подача выражается длиной дуги, измеренной
по делительной окружности долбяка, на которую повернется долбяк
за один двойной ход. Величина подачи выбирается в зависимости
от обрабатываемого материала, требуемой точности и класса чистоты
обработки, модуля нарезаемых зубьев и др. При увеличении числа
проходов можно увеличить подачу. При черновом нарезании зубьев
286
стальных колес подачу принимают в пределах 0,2—0,5 мм и чугун-
ных в пределах 0,3—0,5 мм на один двойной ход долбяка. Подача
при чистовой обработке выбирается в интервале 0,15—0,3 мм на
двойной ход для всех металлов.
На данном станке имеется комплект сменных колес, состоящий
из шести пар. Расстояние между осями постоянно, сумма зубьев
пары А -к В равна 89. По формуле известно, что mzd = dd, где
do — диаметр делительной окружности долбяка. Если dd = 100 мм,
получим следующие шест^ круговых подач (табл. 14).
Таблица 14
Круговые подачи sKP в мм[дв. ход
Сменные колеса и число двойных ходов долбяка 0,44 0,35 0,3 0,24 0,21 0,17
Число зубьев колеса:
А 55 50 47 42 39 34
В 34 39 42 47 50 55
Число двойных ходов долбяка на один полный его оборот 729 897 1028 1287 1475 1860
При диаметрах долбяка, не равных 100 мм, указанные в табл. 14
подачи нужно разделить на 100 и умножить на величину выбран-
ного диаметра долбяка.
Зависимости гд и т указаны в табл. 15.
Таблица 15
Зависимость г$ и т (по ГОСТу 9323—60)
2ди ад Модуль в мм
1 1.25 1,5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3,75 4
Число зубьев долбяка 76 60 50 43 38 34 30 28 25 24 22 20 19
Диаметр де- лительной ок- ружности дол- бяка в мм 76 75 75 75,25 76 76,5 75 77 75 78 77 75 76
Настройка сменных колес радиальной подачи (врезание). Вели-
чину радиальной подачи выбирают в зависимости от обрабатывае-
мого материала, модуля и др. Подачу измеряют в миллиметрах
287
перемещения суппорта за один двойной ход долбяка. Окончатель-
ная формула (см. § 2 гл. XVIII, стр. 279).
где h — шаг подъема спирали кулачка в мм.
Подбор сменных колес гитары радиальной подачи производится
по формуле
а3 с3 1600sp
b3 d3 h
В зависимости от твердости материала обрабатываемого зубча-
того колеса, модуля и требований к точности применяют одно-,
двух- и трехпроходные кулачки врезания. Чем тверже материал
обрабатываемого колеса, больший модуль и выше точность, тем
больше выбирается число проходов. На рис 148 показаны схемы
Рис. 148. Кулачки, предназначенные для врезания:
а — однопроходный; б — двухпроходный; в — трехпроходный
профиля кулачков врезания. Угол, соответствующий участку вре-
зания 1—2, составляет на всех трех кулачках 90°, причем увеличе-
ние радиуса от точки 1 до точки 2 происходит равномерно. Окон-
чание врезания осуществляется в точке 2, после чего обрабатываемое
колесо должно совершить еще один полный оборот. Если наре-
зание зубчатого колеса происходит за один проход, кулачок пово-
рачивается еще на угол 90°. После этого ролик соскакивает во впа-
дину кулачка, обработка колеса оканчивается и станок автомати-
чески останавливается. Если обработка ведется с помощью двух-
проводного кулачка, последний должен быть построен так, чтобы
после окончания врезания на участке 1—2 кулачок повернулся
еще на угол 180° на участке 2—4. За этот период времени обрабаты-
ваемое колесо совершит два оборота. Следовательно, на участке
1—2 происходит врезание долбяка в обрабатываемое колесо, на
участке 2—3 — черновая обработка с оставлением 0,5 мм припуска
288
на последующую обработку и на участке 3—4 — чистовая обработка.
Если же принять обработку с применением трехпроходпого кулачка,
то после конца врезания кулачок поворачивается еще на угол 270°,
т. е. делает один полный оборот, при этом обрабатываемое колесо
за это же время совершает три оборота. При втором проходе припуск
на обработку составляет 2,5 мм, а при третьем — 0,5 мм. Как
только заканчивается врезание долбяка, т. е. кулачок окончил
работу на участке 1—2, происходит выключение муфты 14 (см.
рис. 142), после чего кулачок начинает вращаться от храпового
колеса z = 48. За одно перемещение тяги XX, т. е. за один оборот
вала X и кулачка 10, собачка захватывает один зуб храпового
колеса z = 48, тогда 1 т- е- за °ДИН оборот обраба-
1 4о 4
тываемого колеса кулачок повернется на оборота.
Нарезание зубчатых колес с косыми зубьями. Чтобы нарезать
колесо с косыми зубьями, выбирают долбяк, у которого наклон
зубьев должен быть такой же, как и у нарезаемого зубчатого колеса,
но с противоположным направлением. Зуб долбяка при резании
должен проходить путь вдоль винтовой впадины нарезаемого зуба.
Для этого поступательное движение долбяка должно осуществляться
одновременно с согласованным вращательным движением. Такие
согласованные движения осуществляются при помощи специальных
винтовых направляющих копиров, изготовленных из чугуна,
которые устанавливаются вместо прямолинейных направляющих.
Один из копиров устанавливается в отверстие червячного колеса
г = 100 (рис. 142), этот копир неподвижный, второй прикрепляется
к шпинделю и совершает с ним рабочее движение. Подвижный
копир, перемещаясь по неподвижному, заставляет шпиндель совер-
шать то же движение, что и копир. Для определения шага винтовых
направляющих пользуются следующей формулой:
Тв = тЛ,
где Т3 — шаг винтовой поверхности зуба;
Zd — число зубьев долбяка;
zK — число зубьев нарезаемого колеса.
Остальные процессы наладки станка такие же, как и при наре-
зании колес с прямыми зубьями.
Нарезание зубчатых колес внутреннего зацепления. Для наре-
зания колес с внутренним зацеплением необходимо изменить вра-
щение нарезаемого колеса при помощи установки в гитару допол-
нительной паразитной шестерни. При этом вращение долбяка и
нарезаемого колеса будет направлено в одну сторону, в то время
как при обработке зубчатых колес с внешним зацеплением вращение
долбяка и нарезаемого колеса направлено в разные стороны.
В остальном наладка станка осуществляется как и для обработки
зубчатых колес с внешним зацеплением.
10 А. И. Лисовой
289
Пуск и остановка станка после наладки. Перед пуском станка
•необходимо повторно тщательно проверить настройку всех звеньев
станка, смазать трущиеся части, проверить наличие масла в ре-
зервуарах, работу насоса, подающего охлаждающую жидкость, и
лишь после этого включить станок. После окончания обработки
зубчатого колеса станок автоматически останавливается с помощью
конечного выключателя. Этот выключатель срабатывает, когда
ролик, пройдя весь кулачок врезания, попадает во впадину, и
суппорт с долбяком отходит от детали.
§ 4. ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЗУБОФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК
МОД. 5Д32
Назначение станка. Станок предназначен для нарезания цилин-
дрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями. Кроме
того, на данном станке можно нарезать и червячные колеса как
методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. Если
на станке имеется специальное приспособление, то можно нарезать
зубчатые колеса с внутренним зацеплением. Помимо этого, на дан-
ном станке методом обкатки можно нарезать и другие зубчатые
детали. На рис. 149 показан общий вид станка мод. 5Д32, а на
рис. 150 — его кинематическая схема.
Главное движение — вращение шпинделя фрезы — осуществ-
ляется от электродвигателя с числом оборотов п = 1420 в минуту
и идет через клиноременную передачу с диаметрами шкивов d = 105
и 224 мм на вал I, зубчатые колеса г = 32 и 48, вал II. Далее дви-
жение передается на зубчатые колеса г = 35 и 35, вал III, сменные
зубчатые колеса Аг и Blt вал IV, конические зубчатые колеса г = 24
и 24, вал V, далее на конические зубчатые колеса г = 24 и 24, вал VI,
конические зубчатые колеса г = 17 и 17, вал VII, зубчатые колеса
г = 16 и 64, откуда движение передается на шпиндель VIII, на
котором установлена червячная фреза (для осуществления равно-
мерного вращения шпинделя с фрезой на валу VII установлен махо-
вик). Уравнение кинематической цепи вращения шпинделя фрезы
имеет следующий вид:
1ЛОП 105 ЛПОС32 35 Ai 24 24 17 16
Пф — 1420 • 224 • 0,985 48 • 35 • В1 • 24'24 ’ 17'64 °^1мин-
Учитывая, что окружная скорость фрезы
и^срПф lOOOPgj
^=~юбо- или ^=^47’
из двух уравнений получаем
Ai _ пф _ 1000^
^«^109,3*
290
Имеющийся комплект сменных зубчатых колес: 18, 22, 25, 28,
32, 35, 38 и 42, обеспечивает получение семи разных чисел оборотов
фрезы.
Рис. 149. Зубофрезерный станок мод. 5Д32:
Узлы станка: 1 — станина; 2 — стол; 3 — оправка для заготовки; 4 — поворотная головка
задней стойки; 5 — гайка крепления траверсы; 6 — кронштейн; 7 — траверса (поперечина);
8 — упоры автоматического выключения вертикальной подачи суппорта; 9 — контроль
подачи масла в суппортную стойку; 10 — суппортная стойка; 11 — пуск главного элек-
тродвигателя; 12 — останов главного электродвигателя; 13 — пуск гидравлики и смазки;
14 — кнопка ускоренного перемещения суппорта вверх; 15 — кнопка ускоренного пере-
мещения суппорта вниз; 16 — включение местного освещения; 17 — рукоятка включения
подающего червяка; 18 — квадрат под рукоятку ручного перемещения суппортной стойки;
19 — манометр, указывающий давление в гидравлическом цилиндре; 20 — крышка над
гитарой деления; 21 — крышка над гитарой дифференциала; 22 — щиток, закрывающий
электродвигатель быстрых перемещений; 23 — рукоятка включения рабочей подачи и
ускоренного перемещения суппорта; 24 — рукоятка включения и выключения подачи
фрезерного суппорта и суппортной стойки; 25 — квадрат под рукоятку перемещения сала-
зок суппорта вручную; 26 — рукоятка включения и выключения вертикальной подачи
суппорта; 27 — съемный подшипник суппорта; 28 —- оправка инструмента; 29 — ру-
коятка установки суппорта на угол; 30 — салазки фрезерного суппорта; 31 — электро-
шкаф; 32 — кнопка подключения станка к линии; 33 — кнопка реверсирования главного
электродвигателя; 34 — кнопка включения и выключения насоса охлаждения
Движение обкатки и деления (вращение стола с нарезаемым
колесом). Закрепленное на валу IV косозубое колесо г = 46 и 46
передает движение через дифференциал на вал XX V, колеса пере-
10» 291
ключения Ci и Dj на вал XXVI, после чего приводятся во вращение
сменные колеса а и Ь, с и d делительной гитары, вал XXVII, кото-
рый приводит во вращение однозаходной червяк и червячное колесо
Рис. 150. Кинематическая схема зубофрезерного станка мод. 5Д32
г — 96. Уравнение цепи обкатки для нарезания цилиндрического
прямозубого колеса имеет вид
„ 64 17 24 24 4б- с 1
«к — Пф ]6 • 17 • 24 • 24 • 46 1диф • DJ- d • 96 00/мин,
где Пф — число оборотов фрезы в минуту.
Для нарезания цилиндрических колес с косыми зубьями, чер-
вячных колес методом тангенциальной подачи используется диф-
ференциал, с помощью которого сообщается столу с нарезаемым
колесом добавочное вращение. При этом муфту Мг включают,
а муфту Л1а выключают. Тогда движение начинается от вала XI
292
через гитару сменных зубчатых колес а2 и &2, <?2 и d2 и передается
валу XXIV. На этом валу находится однозаходный червяк и с ним
соединено червячное колесо г = 30, которое приводит во вращение
дифференциал.
Движение подачи. Цепь движения подачи червячной фрезы
начинается от механизма вращения стола и далее идет в такой
последовательности: червячное колесо г = 96 и однозаходный
червяк, вал XXVII, через двухзаходный червяк и червячное колесо
z = 24, вал IX, сменные зубчатые колеса аг и blt сх и dx гитары
подач, вал X, кулачковую муфту М3, далее на вал XI, зубчатые
колеса г = 45 и 36, на вал XII, конические зубчатые колеса г — 19
и 19, вал XIII, потом на конические зубчатые колеса z = 16 и
16 и вал XIV. На валу XIV находится четырехзаходный червяк
и при включении муфт Л44 и Л48 будет вращаться пятизаходный
червяк и червячное колесо z = 30, приводящее во вращение верти-
кальный ходовой винт XX. Указанной цепью движения осуществ-
ляется вертикальная подача фрезерной бабки. Следовательно, вер-
тикальная подача фрезерной бабки se за один оборот нарезаемого
колеса определяется из уравнения кинематической цепи
. 96 2 в. с< 45 19 16 4 5 .« ,,
St— 1об.к.* Т’24’^'^’36'19* 16*20* 30*10 ММ[об,
откуда
____01 Ci__3se
tcM ~ мГ ю ’
Радиальная подача подвижной стойки осуществляется при
включении муфты ТИ4. Движение от вала XIV, через четырехзаход-
ный червяк и червячное колесо г = 20, вал XV, зубчатые колеса
г = 10 и 20 передается на вал XVI, четырехзаходный червяк и
червячное колесо z = 20 (с падающим червяком), потом на вал
XVII, зубчатые колеса г = 10 и 20, на вал XVIII и конические
зубчатые колеса z = 20 и 25. Коническое колесо z == 25 в отверстии
имеет резьбу с шагом t = 10 мм и находится на ходовом винту.
При вращении конического колеса z = 25 перемещается подвижная
стойка, так как винт закреплен неподвижно. Уравнение кинема-
тической цепи радиальной подачи подвижной стойки имеет вид
- 96 2 q 45 19 16 4 10 4_ 10 20 1П ~
sp— 1об.к. 1 -24'^ ’(//зб’щЧб’го'зо'го’го’гз'10 мм/°°
или
01 01
Протяжной суппорт. Движение идет от вала XIV, который
вращает конические колеса г = 16 и 16, на вал XXI, зубчатые
колеса z = 30, 35 и 30. Далее движение идет на червячную пере-
дачу — однозаходный червяк и червячное колесо г == 50, которое
293
приводит во вращение ходовой винт XXIII. Уравнение кинематиче-
ской цепи перемещения протяжного суппорта имеет вид
_96 2в1С1 45 19 16 16 30Хч ммМ/5
Sm— j ’ 24 "&! ' ' 36 ’ 19'16 ’ 1б ’30'50' ° мм1°°’
откуда передаточное отношение сменных зубчатых колес при тан-
генциальной подаче определяется по формуле
Ьг dx~Sm-
Вспомогательные быстрые движения отдельных механизмов осу-
ществляются от электродвигателя с числом оборотов 1410 в минуту,
который приводит во вращение необходимую цепь при включении
соответствующей муфты.
§ 5. НАЛАДКА СТАНКА МОД. 5Д32
Чтобы произвести наладку зубофрезерного станка на нарезание
цилиндрических зубчатых колес, необходимо осуществить следую-
щие операции: 1) установку червячной фрезы, ее выверку и закреп-
ление; 2) установку нарезаемого колеса на столе, выверку и закреп-
ление; 3) настройку сменных колес скорости вращения фрезы;
4) настройку гитары деления; 5) настройку гитары подач; 6) уста-
новку на глубину фрезерования. Рассмотрим каждую операцию.
Установка червячной фрезы, ее выверка и закрепление. Прежде
чем приступить к установке, подбирают червячную фрезу, требуе-
мую по величине модуля и угла зацепления, а для червячных
колес — и по диаметру делительного цилиндра, и соответствующую
фрезерную оправку. После этого необходимо чисто протереть
оправку и коническое отверстие шпинделя станка. После проверки
сопрягающихся частей, конический хвостовик оправки вводят
в коническое отверстие шпинделя, затем при помощи винта, прохо-
дящего через пустотельный шпиндель станка, оправку затягивают.
Правильность установки оправки проверяют на радиальное и
торцовое биение при помощи индикатора 1 и 3, как указано на
рис. 151.
Допустимое радиальное биение в точках 1 и 3 оправки не
должно превышать от 0,015 до 0,025 мм, а торцовое биение во 2-й
точке от 0,01 до 0,02 мм. Если биение выше допустимого, оправку
отжимают и переустанавливают в новое положение. После
установки и проверки оправки устанавливают выбранную чер-
вячную фрезу 8. Далее устанавливают установочные кольца 6.
Необходимо следить, чтобы на торцах и посадочных местах
фрезы и колец не было забоин, и помнить, что чем больше устано-
вочных колец, тем больше будет суммарная погрешность выполне-
ния фрезы. Для правильной установки фрезы применяют специаль-
ное приспособление.
294
Это приспособление (рис. 152) закрепляется на суппорте таким
образом, чтобы ось калибра 2 пересекала оси оправки фрезы и наре-
заемого колеса. Приспособление подводится к фрезе 4 при помощи
кронштейна 1 с последующей фиксацией его вручную прижимом 3.
Рис. 151. Схема проверки на биение:
а — фрезерной оправки; б — радиальное биение фрезы; /, 2, 3, 7 и
9 — индикаторы; 4 — подшипник; 5 — прижимная гайка; 6 —
установочные кольца; 8 фреза
Как только установили фрезу, производят установку колец 6 и
поддерживающего подшипника 4 (см. рис. 151) и при помощи гайки 5
осуществляют окончательное ее закрепление, а затем проверяют по
буртикам с помощью индикатора ее радиальное биение в точках
Рис. 152. Схема приспособления для центрирования фрезы при установке
7 и 9. Биение буртиков для 1 и 2-го классов точности не должно
превышать от 0,025 до 0,030 мм. После окончания установки и
закрепления фрезы при горизонтальном положении ее оси нужно
повернуть фрезерный суппорт относительно вертикальных салазок
295
Станка так, чтобы витки фрезы, обращенные в сторону нарезаемого
колеса, при обработке колес с прямыми зубьями устанавливались
вертикально, а при обработке с косыми зубьями — под углом
наклона винтовой линии зуба 0.
Угол поворота суппорта при обработке зубчатых колес с пря-
мыми зубьями равен углу подъема витков фрезы X, величина кото-
рого обычно указана на торце фрезы. Суппорт имеет градусную
шкалу с нониусом и может быть установлен с точностью до 6'.
Угол установки червячной фрезы при нарезании косозубого цилинд-
Рис. 153. Узел стола зубофрезерного станка мод. 5Д32
рического колеса зависит от сочетания направлений винтовой
линии зубьев фрезы и винтовой линии зубьев нарезаемого колеса.
Если направления винтовой линии зубьев фрезы и наклона зубьев
колеса одинаковы (оба правые или левые), то угол установки равен
разности угла наклона зубьев колеса и угла подъема фрезы. Если же
направления винтовой линии зубьев фрезы и наклона зубьев колеса
различны, например, фреза левая, а колесо правое и наоборот,
угол установки червячной фрезы равен сумме угла подъема фрезы
и угла наклона зубьев колеса.
Установка нарезаемого колеса на столе, выверка его и закреп-
ление. Перед установкой нарезаемого колеса необходимо прове-
рить состояние базового отверстия и торцовой поверхности, так как
они являются базой при нарезании зубьев. Отверстие и торцовая
поверхность должны быть начисто обработаны с одной установки.
По размерам отверстия нарезаемого колеса подбирают необходимую
296
оправку и подставки. На рис. 153 показан узел стола зубофрезер-
ного полуавтомата мод 5Д32. Он состоит из стола 1 с калиброван-
ным цилиндрическим отверстием, в которое вставляется стакан 2, в
коническое гнездо которого устанавливают оправку 4, закрепляемую
кольцевой гайкой 3. Предварительно необходимо все соприкасаю-
v
м/нин
55
50
45
40
35
32
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
щиеся поверхности хорошо протереть для удаления посторонних
частиц во избежание перекосов и биения колеса при его закрепле-
нии. Детали, имеющие забоины, должны быть исправлены или
заменены новыми. После установки оправки 4 ее проверяют при
помощи индикатора 6 на биение. Пред-
варительно стойку индикатора закреп-
ляют в суппорте станка. Для обработки
точных колес биение оправки не
должно быть более 0,01 мм при вра-
щении оправки 4 с помощью червяка 8
и червячного колеса 7. После проверки
оправки на точность устанавливают
подставку, потом нарезаемое колесо,
шайбу и закрепляют гайку 5. Затем
необходимо при помощи индикатора 6
проверить биение нарезаемого колеса.
Допустимое биение колеса по наруж-
ному диаметру и торцу составляет
0,02—0,03 мм.
Настройка сменных колес скорости
вращения фрезы. Зависимость между
скоростью резания, диаметром фрезы
и числом оборотов в минуту можно
выразить следующей формулой:
пйсрПф ,мин или
ф 1000 '
1000с^ .
Пф = -1^0б1Мин-
Lq «ЭС'х С© СУ) СЭ U
Рис. 154. Диаграмма для опреде-
ления чисел оборотов фрезы и
подбора сменных колес гитары
скоростей
Расстояние между осями сменных колес Aj и Вг постоянное. К
станку придается набор, состоящий из следующих сменных пар
колес: 38 и 22, 35 и 25, 28 и 32, 18 и 42. На рис. 154 приведена диа-
грамма для подбора сменных колес.
Настройка гитары деления. Кинематическая" цепь деления
должна обеспечивать вращение червячной фрезы и стола с закреп-
ленным нарезаемым колесом в соответствии с передаточным отно-
шением, определяемым числом заходов k червячной фрезы и коли-
чеством зубьев г нарезаемого колеса. Из условий взаимной обкатки
следует, что за один оборот червячной фрезы нарезаемое колесо
k л
должно совершить - оборота.
297
Уравнение кинематической цепи деления
. л . 64 17 24 24 46 . Cj. а с_ Д k_
1 00. фр. 16- 17,24 ’ 24'4б‘1э“*’О1‘ b ' ~d ’9б’ г '
Дифференциал применяется только при нарезании цилиндри-
ческих колес с косыми зубьями. Если же производится нарезание
цилиндрических колес с прямыми зубьями, тогда дифференциал
выключают посредством муфты и передаточное отношение /диф — 1.
При нарезании зубчатых колес с числом зубьев z < 161 устанав-
ливают сменные колеса Сх — 36 и = 36. Тогда формула гитары
деления примет вид
а с __24й
~b'~d Т'
нарезают колеса с числом зубьев z > 161, устанавливают
зубчатые колеса Сх = 24 и Д = 48 и уравнение прини-
Если
сменные
мает вид
а с 48k
b d z ’
где k — число заходов червячной фрезы;
z — число зубьев нарезаемого колеса.
Для настройки гитары деления к станку приложен комплект
сменных зубчатых колес с числом зубьев: 20, 20, 23, 24, 25, 25, 30,
33, 34, 37, 40, 41, 43, 45, 47, 48, 50, 53, 55, 57, 58, 59, 60, 61, 62,
65, 67, 70, 71, 73, 75, 79, 80, 83, 85, 89, 90, 92, 95, 97, 98 и 100.
Максимальное число оборотов стола не должно превышать
8 об/мин.
Число оборотов стола определяем по формуле (в об/мин)
Пст = —,
где Пф — число оборотов фрезы в об/мин',
k — число заходов фрезы;
z — число зубьев нарезаемого колеса при условии, что
ncm < 8 об/мин.
Настройка гитары подач. В табл. 16 приведены рекомендуе-
мые значения вертикальной подачи se на один оборот нарезаемого
колеса. Уравнение кинематической цепи подачи при перемещении
суппорта в вертикальном направлении за один оборот нарезаемого
колеса имеет вид
s -1 об к .a.ILl?.16.1.-L. ю
se—1 оо. к. j 24 Зб 19 16 20 эд
или
£1 __3Sg
b^'di — IQ-
298
Таблица 16
Подача при фрезеровании цилиндрических прямозубых колес однозаходными
червячными фрезами из стали Р9 и Р18
А. Черновое фрезерование
Обрабатываемый материал и его механические свойства Мощность станка в кет Модуль нарезаемого колеса в мм
3—4 5-6 7-8
Сталь 45 и сталь 40Х ов 70 кГ/мм* Сталь 38ХА, 20Х 12ХНЗ ов^ 70 кГ/мм2 Чугун серый НВ 180—200 До 2 До 3,5 До 6 До 2 До 3,5 До 6 До 2 До 3,5 До 6 2,0-2,4 2,5-3,0 1,6-1,9 2,0-2,4 2,5-2,7 2,7-3,0 1,7-2,2 2,0—2,5 2,5-2,8 1,4-1,8 1,5-2,0 2,0-2,3 2,3—2,5 2,6-2,8 2,8-3,0 1,3-1,5 1,8-2,0 2,0-2,5 1,1-1,3 1,4-1,6 1,6-2,0 1,8-2,0 2,0-2,4 2,7—3,0
Б. Чистовое фрезерование
Шероховатость обрабатываемой поверхности Модуль нарезаемого колеса в мм
2—4 5-6 7-8
V4-V5 V6 1,4-1,6 0,85—1,0 1,3-1,6 0,70—0,85 1,2-1,5 0,65—0,80
В. Поправочные коэффициенты на подачу при фрезеровании цилиндрических шестерен с косым зубом
Угол наклона зубьев в град 15 30 45 60
При одинаковом направлении зу- ба и фрезы При неодинаковом направлении зуба и фрезы 0,87 0,72 0,78 0,65 0,63 0,5 0,54 0,45
Г. Поправочные коэффициенты на подачу при измененных механических свойствах обрабатываемого материала
Предел прочности конструкционной стали в кГ}мм2 Твердость НВ для серого чугуна
50-60 60-70 70-80 80—90 >90 140-160 160-180 180-200 200-220
1,1 1,о 0,9 0,8 0,7 1,1 1,0 1,0 0,9
Примечание. Большие значения подач принимать при количестве зубьев нарезаемого колеса z > 40, меньшие — при z < 40.
299
Для некоторых значений подачи в табл. 17 приведены данные
колес гитары.
Таблица 17
Настройка сменных зубчатых колес гитары подачи.
Формулы настройки:
а) вертикальной подачи суппорта ~
_£i_
10’
б) радиальной подачи подвижной стойки
«1 4
в) тангенциальной подачи фрезы ~ ~ = sm.
Pi
Подача за 1 оборот стола в мм Сменные колеса
se sp SM «1 bt Cl di
0,25 0,06 0,075 20 80 24 79
20 79 23 75
0,5 0,12 0,15 20 75 45 80
30 60 24 80
0,75 0,18 0,225 45 50 20 80
24 40 30 80
1,0 0,24 0,30 20 40 30 50
30 60 45 75
1,25 0,30 0,375 30 80
35 70 60 80
1,5 0,36 0,45 35 50 45 70
40 50 55 80
1,75 0,42 0,525 35 40 30 50
35 60 45 50
2,0 0,48 0,60 30 — — 50
33 — 55
2,5 0,60 0,75 30 — 40
60 40 35 70
3,0 0,72 0,90 60 40 30 50
45 — — 50
Установка на глубину фрезерования. При выключенном падаю-
щем червяке производится вращение вала XVII (рис. 150). Далее
движение передается на косозубые зубчатые колеса z — 10 и 20
и конические зубчатые колеса z = 20 и 25. При вращении колеса
z = 25, внутри которого находится гайка, перемещается суппортная
стойка в направлении нарезаемого колеса и затем на глубину
фрезерования. По лимбу определяют величину глубины фрезеро-
вания. Цена деления лимба 0,05 мм. За один оборот вала XVII
стойка перемещается на 4 мм. Уравнение цепи имеет вид
10 20 1Л л
20*25* 0 мм-
300
Подъем и опускание суппорта вручную производятся при помощи
вала XV. После окончания нарезания зубчатого колеса выключа-
ется муфта 5 и станок автоматически останавливается.
Накладка станка на обработку цилиндрических колес с косыми
зубьями. При нарезании прямозубых зубчатых колес, зубья фрезы
проходят путь АВ (рис. 155, а). Фреза опустится на величину
вертикальной подачи se за один оборот стола при г оборотах шпин-
деля и фрезы. При нарезании косозубого колеса путь прохождения
зубьев фрезы будет большим, т. е. равным величине АС (рис. 155, б).
Следовательно, стол за это время должен сделать один полный оборот
и еще часть оборота, равную дуге ВС. Эта дополнительная часть
оборота и есть то вращение сто-
ла, которое сообщается ему через
механизм дифференциала и гита-
ру для получения косого зуба.
Основное вращение стола опре-
деляется длиной делительной ок-
ружности нарезаемого колеса,
равной nd при одном его обороте.
Но так как дополнительное вра-
щение стола должно соответство-
вать дуге ВС, из треугольника
АВС определяем сторону ВС:
BC = ABtg^ = se tg ₽,
так как AB = se,
где Р — угол наклона зубьев со-
гласно чертежу.
Число оборотов червячного
колеса дифференциала, сообщаю-
Рис. 155. Схема заготовки зубчатого
колеса
щее дополнительное вращение столу, обозначим через а число
оборотов ведущего вала дифференциала, который передает основное
вращение стола — через п2. Тогда отношение числа оборотов
червячного колеса к числу оборотов ведущего вала дифференциала
будет пропорционально добавочному вращению стола к основному.
Откуда
«1 s6 tg р
n2 nD *
Из кинематической схемы (см. рис. 150) определяем, сколько обо-
ротов пг сделает червячное колесо дифференциала дополнительного
вращения при п2 оборотах ведущего вала IV. Вал IV и ведущее
колесо дифференциала связывает кинематическая цепь следующего
вида:
b * d ’24 9d1 ’ b2'd2
301
но так как
Сг__. а с______24k «1 ct___ 3
Dl“1; б7'<4—Тб5®
и передаточное отношение дифференциала 1диф = 2, тогда уравнение
примет вид
п 1 Д1 gi J_ 9___л
’ 46 z ’ 24 ’ 10 ’ &! * dj ’ 30 ’Z 41
ИЛИ
£i__46 24/? 2 3sg 1 Q gi Ci
п^~46~’24*Тб‘Зб’2’бГ’^
и получаем
пх__________________________sek ar £i
п2 25г 6] dt ‘
Подставив вместо ~ его значение, получим
sg tg р _ Sek ttj Cj
Dn 25z di ’
Откуда передаточное отношение сменных зубчатых колес гитары
дифференциала имеет вид
£i £i__25z tg р
bt ’ di “ nDk •
Заменяя nD через равнозначную величину zts, получим
nD = zts = z-\ = z^,
S COS Р COS Р ’
где ts — торцовый шаг нарезаемого колеса (рис. 155); откуда
t = • tn
s cos р ’
где tn — нормальный шаг нарезаемого колеса;
г — число зубьев нарезаемого колеса;
D — диаметр делительной окружности нарезаемого колеса.
Обычно при точных расчетах принимают значения л с числом
знаков после запятой не менее пяти. Подставив в уравнение ~ най-
денные значения, получим
£i __ 25z tg р cos р __ 25 sin р
bi ' di znmnk 3imnk ’
ИЛИ
£i _ 7,95775 sin p
bi * di mnk ’
где fli, bi, Ci, dj. — сменные колеса гитары дифференциала?
k — число заходов червячной фрезы.
Подставляя в формулу значения sin р, тп и k, определяем переда-
точное отношение гитары дифференциала. Определяя передаточное
302
отношение гитары дифференциала , всегда получаем дробную
величину передаточных отношений. Расчет будет удовлетворитель-
ным, если дробь брать с точностью до пятого или шестого знака
после запятой. Обычно для перевода десятичных дробей в простые
имеются в справочниках таблицы или можно воспользоваться мето-
дами непрерывных дробей. Установка нарезаемого колеса и фрезы
описана выше. Установка на глубину фрезерования нарезаемого
колеса, а также настройка на скорость резания производятся как
и при обработке колес с прямыми зубьями. Величину подачи выби-
рают аналогично, как и для фрезерования прямозубых колес, но
с поправками на угол наклона зуба. Гитара деления настраивается
по формулам, соответствующим настройке прямозубых колес.
Нарезание червячных колес с тангенциальной подачей. При
нарезании червячных колес с тангенциальной подачей осуществля-
ется сочетание двух движений: а) инструмента относительно колеса,
что воспроизводит червячное зацепление, и б) осевое перемещение
фрезы и одновременно с этим дополнительный поворот стола. Фреза
и колесо воспроизводят винтовую пару. Чтобы дать столу дополни-
тельное движение, включают дифференциал. Гитара дифференци-
ала настраивается по величине осевого модуля и числу заходов
фрезы. Подбор сменных зубчатых колес гитары дифференциала в
этом случае производится по формуле
аг с2 _ 2,3873243
62 ’ rf2 ~ mock ’
где а2, &2, с2 и d2 — сменные колеса гитары дифференциала; тос —
осевой модуль нарезаемого червячного колеса; k — число заходов
червячной фрезы.
§ 6. ЗУБОСТРОГАЛЬНЫЙ СТАНОК ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ
ЗУБЬЕВ КОНИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ КОЛЕС
МОД. 526
Назначение станка. Станок предназначен для чернового и чисто-
вого нарезания прямозубых конических колес методом обкатки.
Рассматриваемый станок (рис. 156) работает так же, как и пре-
дыдущий, по принципу воспроизводства зацепления нарезаемого
колеса с воображаемым производящим коническим колесом. В ка-
честве инструмента применяются два резца с прямолинейными ре-
жущими кромками. В процессе резания резцы совершают возвратно-
поступательное движение. Резцы закреплены в салазках, которые
установлены на люльке. Нарезаемое колесо устанавливается на
оправку и закрепляется в шпинделе делительной бабки, которую
можно повернуть относительно оси стола. При нарезании зубьев
люльке с резцами и нарезаемому колесу сообщаются согласованные
движения вокруг их осей, т. е. как будто происходит обкатка двух
303
Рис. 156. Зубострогальный станок мод. 526.
Узлы станка: А — станина; Б — люлька; В — бабка изделия; Г — салазки бабки изделия.
Органы управления; 1 — маховичок ручного привода станка при настройке; 2 — махо-
вичок ручного перемещения салазок бабки
Рис. 157. Схема нарезания прямозубого конического зубчатого колеса
конических колес, находящихся в зацеплении. Из схемы (рис. 157)
видно, что цикл работы зубострогального станка состоит из следую-
щих движений: 1 — врезание резцов; 2 — начало профилирования
первого зуба; 3 — окончание профилирования одной стороны зуба;
4 — окончание профилирования второй стороны зуба; 5 — обрат-
ное вращение резцовой головки и нарезаемого колеса в исходное
положение; 6 — дополнительный поворот нарезаемого колеса на
один зуб. После этого цикл повторяется. Рассмотрим кинематические
цепи движений в станке (рис. 158).
Главное движение, т. е. возвратно-поступательное движение
ползунов с резцами, осуществляется от электродвигателя с п =
1450 об/мин. Далее движение передается на конические зубчатые
колеса г = 15 и 45, вал I, конические зубчатые колеса г — 25 и 25,
вал II, конические зубчатые колеса г = 25 и 25, вал III, сменные
зубчатые колеса А и В, вал IV, конические зубчатые колеса z — 19
и 43 и вал V. На противоположном конце вала V закреплен криво-
шипный диск 1, вращающийся вместе с валом V. На кривошипном
диске I имеется палец, который может перемещаться при помощи
винта в радиальном направлении и служит для установки длины
хода резцов. Палец соединен шатуном 2 с пальцем диска 3. В пазу
этого диска имеется два сухаря, в отверстие которых введены
пальцы, прикрепленные к ползунам 4 и 5. В ползунах закреплены
суппорты с резцами. Уравнение главного движения:
, л СЛ 15 25 25 4 19 Л д ,
П=1450 45-25-25-В-43дв-
откуда
А __ п
В ““214’
где п — число двойных ходов ползунов в минуту;
А и В — сменные зубчатые колеса
откуда
п
1000а
2ЬЛ
где v — средняя скорость резания в м!мин;
L = b + (5 4- 7) — длина хода ползуна с резцами в мм;
b — длина зуба нарезаемого колеса в мм.
Движение подач. Это движение подачи заимствуется от вала /
и передается через гитару Ь1У Cj и dl9 конические зубчатые колеса
г = 15 и 45, вал VI и далее через конические зубчатые колеса z = 26
и 26, четырехзаходный червяк и червячное колесо г = 68 распреде-
лительному барабану 10, совершающему один оборот за время
нарезания одного зуба. Время одного оборота барабана рассчиты-
вается по следующему уравнению цепи подач:
мел 15 а* Ci 15 26 4 60
1450 * тг • -А • -г • те • од * ай = = ~г сек
45 bi di 45 26 68 t
305
Рис. 158. Кинематическая схема зубострогального станка для конических зубчатых колес мод. 526
или
ar Ct 6,33
b± d± t
где t — время обработки одного зуба в сек при одинарном делении;
«б — число оборотов барабана.
Механизм качания люльки. На валике VI неподвижно посажено
зубчатое колесо z = 42, сцепляющееся с зубчатым колесом z = 42,
свободно сидящим на валике VIII. Кроме того, на валике VI непо-
движно сидит зубчатое колесо z = 38, которое через паразитное
колесо z = 32 соединено с зубчатым колесом z = 38. Реверсивная
муфта /И7 переключается при помощи барабана 9, который приво-
дится в движение от валика VI через двухзаходный червяк и червяч-
ное колесо z = 34 и делающего один оборот за оборот распредели-
тельного барабана 10. За пол-оборота колеса муфта выключает зуб-
чатое колесо z = 42, а за оставшиеся пол-оборота — зубчатое колесо
? = 38. За х/2 оборота барабана валик сделает у = у«у = 8-~
оборота.
Конструкция муфты Л47 позволяет передавать только целое число
оборотов, а 0,5 оборота расходуется на ее переключение. Таким
образом, ведомая часть муфты при работе станка делает по восемь
оборотов в каждую сторону. Кроме того, ведомая часть муфты 7
связана и с валиком VIII через специальное устройство, которое
поглощает х/3 оборота. Следовательно, валик VIII делает по 7 у
оборота в каждую сторону. От валика VIII происходит движение
механизма обработки, т. е. качания люльки и вращения нарезаемого
колеса. Движение от валика VIII передается на сменные зубчатые
колеса е и /, валик IX, зубчатые колеса г = 45 и 36, вал X, кони-
ческие зубчатые колеса z = 20 и 25, на однозаходный червяк и
червячное колесо z = 120, соединенное с люлькой. Уравнение
кинематической цепи качания люльки имеет вид
7 А. —. —. . _L. 360° — 0
' 3 f 36 25 120 бйи “"°
или
е___
у —23’
где е и f — сменные зубчатые колеса;
0 — угол качания люльки в град.
Движение обкатки. Кинематическая цепь движения обкатки
связывает вращение люльки с вращением нарезаемого колеса так,
чтобы при повороте люльки на один зуб воображаемого производя-
щего колеса нарезаемое колесо также повернулось на один зуб.
Движение цепи осуществляется от валика X через сменные зубчатые
колеса гитары обкатки а, b и с, d, вал XII, далее через дифферен-
циал на вал XIII, конические колеса z = 32 и 24, вал XIV, г = 26
307
и 26, вал XV, далее вращаются конические колеса г = 26 и 26,
телескопический вал XVI, позволяющий производить перемещение
бабки нарезаемого колеса по направляющим поворотной плиты.
Далее движение передается на сменные зубчатые колеса делитель-
ной гитары Ог, b2, с2, d2, конические зубчатые колеса г = 36 и 24,
валик XVII и однозаходный червяк и червячное колесо г = 120,
которое вращает шпиндель нарезаемого колеса.
Уравнение цепи обкатки имеет вид
1 120 25 а с . 32 26 26 а2 с2 36 1 _ 1
гп' 1 *20* b ' d ’ 24 ’ 26 ’ 26'‘ d/24 ‘ 120 “гк’
где гп — число зубьев воображаемого плоского конического колеса;
гк — число зубьев нарезаемого колеса.
В данном случае idU<t> = 1»
Уравнение цепи деления:
Og ^2 __ 30
—b2 d2 гк
После подстановки и сокращения получаем формулу цепи об-
а с гп 1 а с гк 1
катки = но так как гп = гк —, тогда = —,
где <р — угол делительного конуса нарезаемого колеса.
Цепь деления. Как только люлька отошла вверх и произведен
отвод резцов от нарезаемого колеса, кулачок барабана 9 при помощи
рычагов включает муфту 8, которая обеспечивает поворот дифферен-
циала только на один оборот, а следовательно, вал XIII совершит
два оборота дополнительно к основному вращению от механизма
обкатки. За это время нарезаемое зубчатое колесо должно повер-
нуться на один зуб, т. е. на — оборота. Основное движение осуще-
ствляется от вала VI через зубчатые колеса г = 38, 32 и 38, далее
г = 38 и 61, которые находятся в постоянном зацеплении. После
этого.приходит во вращение вал XIII, конические зубчатые колеса
г = 32 и 24, вал XIV, конические колеса г = 26 и 26, далее теле-
скопический вал XVI, сменные колеса делительной гитары а2,
Ь2 и с2, d2, конические зубчатые колеса z = 36 и 24, однозаходный
червяк и червячное колесо г = 120.
Уравнение цепи деления имеет вид
Q — yr Г Т Т 32 26 26 #2 ^2 1 1
2 об. вала XIII 24’26’гб’^'^’24’Т20 — Гк
или для чернового нарезания способом одинарного деления и чисто-
вого нарезания
4?2 С2 30
&2 <^2 гк ’
где гк — число зубьев нарезаемого колеса;
02, b2, с2, d2 — сменные зубчатые колеса делительной гитары.
808
Для чернового нарезания способом двойного деления формула
имеет вид
d% zK
§ 7. НАЛАДКА СТАНКА МОД. 526
Перед наладкой станка для обработки очередной партии зубча-
тых колес необходимо произвести его частичную проверку на тех-
нологическую точность. При нарезании колеса 2-го класса точности
допустимое отклонение по ГОСТу 1758—56 составляет: а) торцовое
биение шпинделя нарезаемого колеса делительной бабки 0,01 мм;
б) радиальное биение конического отверстия шпинделя делитель-
ной бабки 0,02 мм на расстоянии 200 мм от торца шпинделя; 0,005 мм
у торца шпинделя. Если данные проверки оказались в пределах
нормы, тогда можно приступить к наладке станка. Наладка зубо-
строгального станка состоит из следующих операций: а) установки
величины хода каретки стола; б) установки барабана радиальной
подачи; в) установки поворотной плиты бабки нарезаемого колеса;
г) осевой установки нарезаемого колеса и делительной бабки;
д) установки резцов: е) подбора сменных колес делительной
гитары; ж) подбора сменных колес гитары величины обкатки;
и) подбора сменных колес гитары скорости резания; к) подбора
сменных колес гитары подач; л) проверки подбора сменных колес
гитары обкатки; м) проверки правильности подбора сменных колес
делительной гитары и работы делительного механизма; н) установки
ползунов с резцами на заданную величину угла; п) установки длины
хода ползунов с резцами; р) снятия припуска при чистовом нареза-
нии колеса.
Установка величины хода каретки стола. Установка каретки
на глубину врезания осуществляется по миллиметровой шкале.
Величина хода каретки определяется высотой нарезаемых зубьев
плюс 0,8—1,5 мм на зазор в зависимости от модуля, который обеспе-
чивает переход резцов при делительном повороте. Эта установка
не меняется при переходе от чернового к чистовому нарезанию тех же
зубчатых колес.
Установка барабана радиальной подачи. Барабан радиальной
подачи имеет на своей поверхности два кривых ручья. Один ручей
для чернового, а другой — для чистового нарезания. В зависимости
от характера нарезания барабан подачи и рычаг каретки стола
сцепляются с одним из кривых ручьев.
Установка поворотной бабки нарезаемого колеса. При черновом
нарезании зубчатых колес иногда прорезают впадины зубьев глубже,
чем при чистовом, на величину Д/i для облегчения работы последую-
щих частиц резцов. Прорезку впадины можно сделать только в том
случае, если увеличить угловую установку бабки на величину
309
А<рь которая зависит от величины углубления впадины и определя-
ется по формуле
Л 3450ДЛ
Дф1 = —— мин.
где A/i — величина углубления впадины в мм;
L — длина образующей делительного конуса нарезаемого
колеса в мм;
Ah — 0,1 4-0,3 мм в зависимости от их модуля;
<Р1 — угол внутреннего конуса впадины.
При чистовом нарезании поворотная плита делительной бабки
Рис. 159. Схема наладки зубострогального станка мод. 526:
1 — заготовка; 2 — ось поворота стола; 3 — линия перемещения;
4 — ось заготовки; 5 — ось люльки; 6 — ось шпинделя бабки из*
делия
Осевые установки нарезаемого колеса и делительной бабки.
Основным условием правильной установки нарезаемого коле-
са на станке является совпадение вершины начального конуса
нарезаемого колеса с центром станка, а также совпадение геомет-
рической оси нарезаемого колеса с осью вращения шпинделя бабки
нарезаемого колеса. Колеса устанавливаются и крепятся на оправ-
ках. Чтобы оправки обеспечили допустимую величину биения наре-
заемого колеса, регламентированную ГОСТом 1758—56, необходимо
следующее: надежность крепления нарезаемого колеса, биение
посадочных поверхностей оправки не должно превышать от вели-
чины биения нарезаемого колеса, посадочные поверхности должны
быть концентричны, ось оправки перпендикулярна опорному торцу
нарезаемого колеса, а также должен быть обеспечен оправкой сво-
бодный выход резца. Оправки по своей конструкции разнообразны
310
и зависят от нарезаемого колеса. Делительная бабка с закреплен-
ным нарезаемым колесом должна быть установлена так, чтобы
вершина начального конуса нарезаемого колеса совпадала бы с цент-
ром станка (рис. 160). Поэтому расстояние от торца шпинделя дели-
тельной бабки до центра А станка должно складываться из расстоя-
ния между торцом оправки, в который упирается нарезаемое колесо,
и торцом, прилегающим к шпинделю В станка, также от способа
монтажа нарезаемого колеса, т. е. расстояния от вершины конуса
до опорного торца С, или А = В + С. Шкала с нониусом, имею-
Рис. 160. Осевая установка заготовки:
I — заготовка; 2 — прибор для контроля установки
оправки и заготовки; 3 — оправка; 4 — шпиндель
щаяся на станке, пока-
зывает расстояние от тор-
ца шпинделя делитель-
ной бабки до центра
станка, т. е. расстоя-
ние А.
Установка резцов.
При установке резцов
необходимо выполнить
основные условия: а) вер-
шина резца должна сов-
падать с плоскостью,
перпендикулярной к оси
люльки и проходящей
через центр станка; б) ли-
ния движения вершины
резца должна проходить
через ось люльки. Уста-
новку резцов по их дли-
не и высоте производят
по специальным калиб-
рам, прилагаемым к станку. Установка резцов по длине обеспечивает
положение вершины главной режущей кромки резцов в плоскости,
проходящей через центр станка. Установка резцов по высоте обес-
печивает пересечение линий движения главных режущих кромок
резца с осью люльки на угол <pz.
Подбор сменных колес делительной гитары. Подбор сменных
колес производится для чернового нарезания способом одинарного
деления, а для чистового нарезания по формуле
^2 ^2 30
&2 ^2 ’
где а2, е2> d2 — число зубьев сменных колес делительной гитары;
гк — число зубьев нарезаемого колеса.
Подбор сменных колес гитары обкатки. Передаточное отно-
шение сменных колес обкатки вычисляется по формуле
а С ______ ZK 1
Ъ 4 ~ 75 * sing)’
8П
где а, b, с, d — число зубьев сменных колес гитары обкатки;
zK — число зубьев нарезаемого колеса;
<р — угол делительного конуса нарезаемого колеса.
Подбор сменных колес гитары величины обкатки (качания
люльки). Угол качания люльки станка должен выбираться так,
чтобы резцы полностью обкатывали нарезаемый зуб. Общий угол
качания 0 можно разделить на два угла: на угол качания люльки
вниз 0Х и угол качания люльки вверх 02, считая от центра. Следо-
вательно, общий угол
6 = 91 + е2.
При этом необходимо учесть, что величина угла 02 > так как
после обкатки зуба снизу вверх происходит деление, в то время
как движение люльки вверх продолжается. Уравнение для опреде-
ния сменных колес гитары общего угла качания люльки:
е___ в ’
~f~ 23’
где е и f — сменные зубчатые колеса.
Ориентировочный подсчет угла качания люльки вниз можно
произвести по формуле при а — 20°
( 355,3 — + 90 \
01==1--------------0,81 sin ф;
при а = 15°
/458,4 —+ 90 \
Л I /И Л Л •
е1==1--------------0,4 Isinq),
где а — угол зацепления;
h" — высота ножки нарезаемых зубьев;
т — модуль нарезаемого колеса;
ср — угол делительного конуса нарезаемого колеса.
После определения угла 0г можно определить и угол 02 из
табл. 18.
Подбор сменных колес гитары скорости резания. Число двой-
ных ходов ползунов рассчитывается по формуле
п = —-— дв. ход. I мин,
где v — средняя скорость резания в м/мин\
= b + (5 -г7) —длина хода ползунов с резцами в мм;
b — длина нарезаемого колеса в мм.
Определяем сменные зубчатые колеса по формуле
А _ п
В “214е
312
Таблица 18
Таблица сменных зубчатых колес гитары и углов качания люльки
Угол качания люльки в град Число зубьев сменных колес Угол качания люльки в град Число зубьев сменных колес
вниз от ну- ля 0, вверх от ну- ля 62 полный угол обката о=е1+о2 1 / вниз от ну- ля G, вверх от ну- ля 02 полный угол обката о=о i4~02 1 f
3,3 6,2 9,5 20 48 9,1 16,7 25,8 36 32
3,8 7,2 11,0 22 46 10,2 18,9 29,1 38 30
4,5 8,3 12,8 24 44 11,5 21,3 32,8 40 28
5,0 9,2 14,2 26 42 13,0 24,1 37,1 42 26
5,6 10,5 16,1 28 40 14,8 27,3 42,1 44 24
6,5 12,0 18,5 30 38 16,8 31,3 48,0 46 22
7,2 8,1 13,2 14,9 20,4 23,0 32 34 36 34 19,3 35,9 55,2 48 20
Подбор сменных колес гитары подач. В данном станке за один
полный оборот барабана радиальной подачи происходит обработка
одного зуба. Величину подачи выбирают в зависимости от модуля
нарезаемого колеса и его материала. Сменные колеса гитары подач
определяются по формуле
6,33 ,
где t — время обработки одного зуба в сек.
Проверка подбора сменных колес гитары обработки. К станку
прилагаются таблицы, в которых указаны величины углов поворота
люльки и нарезаемого колеса, закрепленного в шпинделе делитель-
ной бабки. Для проверки правильности подбора сменных колес
гитары выбираем случай, когда оси колес пересекаются под углом.
Задаемся углом поворота люльки 0 и определяем угол поворота
шпинделя нарезаемого колеса делительной бабки 6К из уравнения
где ср — угол делительного конуса нарезаемого колеса.
Проверка правильности подбора сменных колес делительной
гитары и работы делительного механизма. Проверку производят
следующим образом: диск с нониусом ставят на нуль и стопорят
около червячного колеса z = 120 делительной бабки, потом вклю-
чают станок и после того, как произведено деление, станок останав-
ливают и проверяют, на какой угол произошло отклонение. Если
360 , л ч
угол отклонения соответствует — (га — число зубьев изделия),
2 и
это значит, что делительный механизм работает правильно.
813
Установка ползунов с резцами на заданную величину угла. На-
правляющие резцов 5 (рис. 161) на планшайбе суппорта 3 устанавли-
ваются относительно средней линии под углом 6Ь который отсчиты-
вается по двум шкалам, нанесенным на суппорте. Величина угла
Рис. 161. Схема узла привода резцов зубострогального станка:
/ — приводной диск; 2 — диск; 3 — плита суппорта; 4 — резцедержа-
тели; 5 — резцы
установки ползунов с резцами для чистового нарезания опреде-
ляется по формуле
^ + A"tga
~L
где Sd — толщина зуба нарезаемого колеса, измеренная по хорде
делительной окружности;
a — угол зацепления нарезаемого колеса;
L — длина образующей делительного конуса нарезаемого
колеса;
h" — высота ножки зуба нарезаемого колеса.
Установка длины хода ползунов с резцами. Длина хода пол-
зуна с резцами вычисляется следующим образом:
Ln =&+2+5=&+7 мм,
где b — длина зуба нарезаемого колеса. На выход резца со стороны
узкого конца прибавляется 2 мм, а со стороны широкого конца
зубьев нарезаемого колеса 5 мм. Установка длины хода ползунов
производится одинаково, как для чистового, так и для чернового
нарезания.
Снятие припуска при чистовом нарезании колеса. Чтобы равно-
мерно распределить припуск на обе стороны зуба, необходимо
314
первое нарезаемое зубчатое колесо установить по резцам, находя-
щимся в среднем положении, так, чтобы зуб был симметричен осе-
вой линии. Если же необходимо обрабатывать партию колес, то
установку последних производят по калибру, предварительно
настроенному по первому нарезаемому колесу. Основным методом
контроля конических колес с прямолинейными зубьями является
проверка на контрольно-обкатном станке.
§ 8. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ КОНИЧЕСКИХ КОЛЕС
С КРИВОЛИНЕЙНЫМИ ЗУБЬЯМИ
Конические зубчатые колеса с прямыми зубьями не отвечают
повышенным требованиям современных быстроходных передач
ввиду несовершенства их конструкции и способов изготовления.
Эти передачи вызывают большой шум, создают неплавность в работе
Рис. 162. Схемы нарезания криволинейных зубьев конических зубчатых колес
и имеют малый к. п. д. Широкое распространение нашли зубчатые
колеса с криволинейными зубьями, передачи которых имеют хоро-
ший плавный ход, почти бесшумны, компактны, выдерживают более
повышенные нагрузки, чем зубчатые колеса с прямыми зубьями.
Обработку зубчатых колес с криволинейными зубьями производят
(рис. 162): а) — пальцевой модульной фрезой; б — торцовой резцо-
вой головкой путем обыкновенного врезания инструмента в нареза-
емое колесо; в — путем кругового протягивания; г — торцовой
315
головкой с резцами методом периодического деления; д — торцовой
головкой с резцами, имеющими прямолинейные режущие кромки,
методом непрерывного деления; е— конической червячной фрезой
методом непрерывного деления.
Зуборезный полуавтомат мод. 525 для нарезания конических
колес с криволинейными зубьями. Станок предназначен для чернового
и чистового нарезания конических зубчатых колес с дуговыми зубья-
ми, гипоидных зубчатых колес и нарезания зубчатых колес для
полуобкатных передач. Нарезание зубчатых колес полуобкатной
пары представляется возможным только потому, что станок имеет
механизм модификации обкатки. Этот механизм при равномерном
вращении нарезаемого зубчатого колеса вращает люльку равно-
ускоренно или равнозамедленно.
Рис. 163. Принцип нарезания зубчатых колес с дуговыми зубьями
Полу обкатными коническими зубчатыми парами называются
такие передачи, когда малое зубчатое колесо с профилем специаль-
ной формы находится в зацеплении с большим колесом, имеющим
зубья прямолинейного профиля. Принцип нарезания конических
колес с дуговыми зубьями показан на рис. 163. Резцовая головка,
установленная на обкатной люльке, совершая вращение, производит
обработку профиля зуба колеса.
Станок может работать как по методу обкатки, так и по методу
врезания. Обычно черновое нарезание зубьев производится методом
врезания, а чистовое — методом обкатки. При методе обкатки осу-
ществляется два движения: главное движение — вращение резцовой
головки и движение обкатки, т. е. относительное движение инстру-
мента к нарезаемому колесу, которое происходит до тех пор, пока
будет полностью обработана одна впадина. После окончательной
обработки впадины нарезаемое колесо отводится от инструмента,
а люлька с резцовой головкой быстро поворачивается в обратном
направлении до исходного положения. Нарезаемое колесо в это время
продолжает вращаться в ту же сторону, что и во время обработки.
Реверсирование обкатной люльки 5 (рис. 164) обеспечивается кон-
310
струкцией составного колеса и происходит следующим образом:
при зацеплении зубчатого колеса z = 14 с зубчатым сектором внут-
реннего зацепления происходит рабочий ход, далее колесо z = 14
входит в зацепление с зубчатым соединяющим участком, обеспечи-
вая процесс реверсирования. При зацеплении колеса z = 14 с участ-
ком внешнего зацепления происходит холостой ход. За одно кача-
ние составного реверсивного колеса зубчатое колесо z = 14 совер-
шает
196 + 98 +2-28 !
п.г14 = —- ------1 = 24 оборота.
За время обратного холостого хода люльки нарезаемое колесо
поворачивается не на один зуб, а на некоторое число зубьев, поэтому
после каждого поворота колеса инструмент попадает не в соседнюю
впадину зуба, а через несколько зубьев. Принятое число пропусков
зубьев не должно иметь общий множитель с числом зубьев нареза-
емого колеса, чтобы при последующих поворотах колеса инстру-
мент не попадал в обработанную впадину. Этот метод имеет преиму-
щество перед методом непосредственного деления в том, что возмож-
ные ошибки по шагу зубьев намного уменьшаются, так как они
распределяются на несколько оборотов нарезаемого зубчатого колеса.
В данном станке холостой ход может осуществляться с двумя ско-
ростями: при нарезании зубчатого колеса с z < 15 продолжитель-
ность холостого хода составляет 5 сек на один зуб, а при нарезании
зубчатого колеса с z 16 — 2,5 сек. Для осуществления перемеще-
ния стола, крепления нарезаемого колеса и переключения фрикцион-
ной муфты применяется гидропривод. Рассмотрим движения в дан-
ном станке.
Главное движение. От электродвигателя с /г=2900 об/мин (рис.
164) движение передается на зубчатые колеса z = 16 и 64, вал /,
далее на конические зубчатые колеса z — 34 и 34, вал //, сменные
колеса гитары главного движения а, b и с, d, вал ///, зубчатые
колеса z = 35 и 28, вал /V, зубчатое колесо z = 17, которое
находится в зацеплении с зубчатым колесом z = 85 внутреннего
зацепления. Это зубчатое колесо неподвижно сидит на шпинделе
V резцовой головки. Уравнение кинематической цепи главного
движения резцовой головки:
опал 16 34 а с 35 17
Нг — 2900 ’б4*34”у”^’28*85 об/мин,
откуда
а с __18,1
Т'7
где а, Ь, с, d — сменные зубчатые колеса гитары главного движе-
ния.
Движение подачи — перемещение бабки с нарезаемым колесом
в направлении резцовой головки. Движение подачи берет начало
от вала /, далее через сменные зубчатые колеса гитары подач а19
317
Н-^,5к6т
п=2900о5/мин
Рис. 164. Кинематическая схема зуборезного
станка для конических зубчатых колес мод. 525
blt clt d2 передается на вал VI, зубчатые колеса г = 34 и 68, при
этом муфта включена вниз. Далее вращается вал VII, зубчатые
колеса г = 42 и 56, вал VIII, потом зубчатые колеса г = 48, 55
и 64, вал IX, двухзаходный червяк и червячное колесо г = 72,
вал X.
На валу X находится барабан 2, с двумя пазами Ki и /С2, который
приводится во вращение. Паз Ki предназначен для перемещения
штанги 4 совместно с бабкой при чистовом зубонарезании методом
обкатки, а /С2 — при черновом зубонарезании методом врезания.
В пазах барабана установлены ролики и Р2 и, в зависимости от
метода обработки, вводится один из них. Хвостовики роликов имеют
зубчатые рейки, которые соединяются с колесом г. За один оборот
барабана 2 должна произойти полная обработка одной впадины
зубчатого колеса. На конце вала X имеется кулачок 3, который
служит для переключения золотника, а следовательно, и фрикцион-
ной муфты Mi с рабочего на холостой ход и наоборот. Гитара подачи
связывает вращение приводного электродвигателя с кулачком по-
дачи, ввиду того, что рабочий ход люльки продолжается в течение
1/2 оборота кулачка. Уравнение кинематической цепи движения
подачи имеет вид
90ПП ]6oi£i34 42 48 55 2^_ _ 30
ZyUU’64’bi ' d/68'56 ‘ 55'64'72-Пк~ Т ’
откуда
cti 5,3
где ai, bi и clt di — сменные зубчатые колеса гитары подач;
пк — число оборотов кулачка в минуту;
Т — время нарезания одного зуба в сек.
Движение обкатки. От вала IX вращение передается через
зубчатые колеса г = 64, 60 и 48, полый вал XI на конические
зубчатые колеса г = 23 и 23, на вал XII, который свободно про-
ходит через отверстие составного колеса. Далее при помощи блока
зубчатых колес z = 75 и 60 или г = 27 и 108 движение передается
на вал XIII, конические зубчатые колеса г = 26 и 26, вал XIV,
конические зубчатые колеса г = 26 и 26, вал XV, конические зуб-
чатые колеса г = 26 и 26, телескопический вал XVI, сменные зуб-
чатые колеса гитары обкатки а2, b2, с2, d2, вал XVII. От этого вала
движение передается на конические зучатые колеса г = 29 и 29,
вал XVIII, конические зубчатые колеса z = 30 и 30, вал XIX.
Однозаходный червяк и червячное колесо г = 120, сидящее непод-
вижно на шпинделе XX, в котором закрепляется деталь, при этом
совершают медленное вращение. Одновременно так же медленно,
как и деталь, вращается люлька 5. Движение люльки берет начало
от вала XI, который связан с валом XXI шлицевым соединением.
Далее передача осуществляется через конические колеса z = 16 и 32,
вал XXII, зубчатое колесо z = 14, которое вращает составное ко-
319
Лесо. Составное колесо соединено с большим колесом г = 252,
которое соединяется с г = 21 и 50, приводя во вращение вал XXIII,
зубчатое колесо г = 20 и 42, вал XXIV, затем сменные зубчатые
колеса гитары а3, b3, с3, d3, вал XXV, конические колеса г = 30 и 28,
вал XXVI, далее двухзаходный червяк и червячное колесо г = 135,
которое прикреплено к люльке 5 и вместе с ней медленно вращается.
Конические колеса г = 16 и 32, а также зубчатое колесо г = 14
смонтированы в подвижной каретке.
Цепь модификации обкатки. В связи с тем, что люлька в про-
цессе работы совершает очень медленное вращение и обкатка почти
не происходит, профиль зуба почти похож на профиль зуба рейки.
Для снятия утолщения с головки и ножки зуба и придания зубу
нормального профиля применяется специальный механизм, кото-
рый сообщает люльке дополнительное движение, то в одну, то в
другую сторону. На конце вала XXVI находится широкое зубчатое
колесо г = 26, зацепляющееся с колесом г = 38, далее сменные
зубчатые колеса А и В, вал XXVII, двухзаходный червяк и чер-
вячное колесо г = 54. На конце оси XXVIII червячного колеса
находится палец 6, расположенный с эксцентрицитетом и входящий
в паз втулки 7 вала XXVI. Палец при вращении работает, как
кривошип, сообщая дополнительное осевое перемещение валу
XXVI, а следовательно, и дополнительный поворот люльки в одну
и другую стороны. Отвод салазок после окончания обработки про-
исходит при включении муфты Л4Х вверх, вследствие чего осуще-
ствляется ускоренный отвод нарезаемого колеса от резцовой голов-
ки.
Принципы работы станков для нарезания шевронных колес.
Шевронные колеса менее шумны, чем обычные цилиндрические
колеса, кроме того, хорошо работают при реверсировании и пере-
дают значительные крутящие моменты. Существует несколько спо-
собов получения шевронного зуба. Наиболее простой способ полу-
чения раздельного шевронного зуба показан на рис. 165, а. В дан-
ном случае каждая сторона обода зубчатого колеса нарезается от-
дельно, в середине имеется канавка для выхода инструмента. Такие
шевронные колеса можно получить, обрабатывая их на универсаль-
но-фрезерном станке при помощи дисковой фрезы, на зуборезном
станке при помощи червячной фрезы и на вертикально-фрезерном
станке пальцевой фрезой. Но эти способы получения шевронного
колеса очень трудоемки и обычно применяются в индивидуальном
производстве.
На рис. 165, б показана форма сплошного шевронного зуба с за-
кругленной вершиной. Изготовление такой формы шевронного
зуба осуществляется тремя резцами на специальном зубострогаль-
ном станке. Траектория движения режущего инструмента при наре-
зании шевронного колеса с закругленной вершиной показана внизу
схемы 165, б. Более прогрессивная технология получения шеврон-
ного зуба представлена на рис. 165, в. В этом случае шевронный
320
зуб нарезают методом обкатки, применяя в качестве режущего ин-
струмента долбяки. Изготовление каждой половины зуба осуще-
ствляется поочередно. На рис. 165, г изображен принцип формо-
образования шевронного зуба, изготовляемого методом обкатки.
Инструментом для этого служит рейка. Обработка каждой половины
Рис. 165. Схемы нарезания шевронных зубьев
происходит отдельно. Обкатка инструмента по нарезаемому колесу
осуществляется по принципу зубчатой пары рейка — зубчатое
колесо.
Чтобы создать шевронные зубчатые колеса для передачи боль-
ших мощностей, изготовляют двойные шевронные зубья, как по-
казано на рис. 165, д. Эти двойные шевронные зубья не представля-
ется возможным изготовлять методом обкатки ввиду их сложной
конструкции. Они изготовляются методом деления на зубофре-
зерном станке; инструментом служит пальцевая модульная фреза.
§ 9. ЗУБООТДЕЛОЧНЫЕ СТАНКИ
Зубоотделочные станки применяются для окончательной обра-
ботки зубчатых колес с целью повышения их точности, а также
улучшения механических и прочностных качеств. В связи с увели-
чением требований к качеству выпускаемой продукции широкое
распространение получили отделочные работы. Рассмотрим основ-
11 А. И. Лисовой 321
ные виды отделочных работ, выполняемые на зубошевинговальных,
зубошлифовальных, зубопритирочных и зубозакругляющих стан-
ках.
Зубошевинговальный станок мод. 5715. Станок предназначен
для окончательной обработки зубьев сырых и термически улучшен-
ных зубчатых колес, имеющих прямые и винтовые зубья. На рис. 166
показана кинематическая схема зубошевинговального станка. В ка-
честве инструмента на станке применяется шевер, представляющий
Рис. 166. Кинематическая схема зубоотделочного шевинговального станка мод.
5715
собой режущий инструмент, который приводит во вращение обраба-
тываемое колесо, осуществляя процесс резания.
Принцип работы станка. На шпиндель поворотной головки
устанавливают и закрепляют шевер. На столе станка в центрах
передней и задней бабок устанавливают оправку с зубчатым коле-
сом, подлежащим шевингованию. Поворотную головку устанавли-
вают так, чтобы ось шпинделя составила с осью оправки угол,
равный алгебраической сумме углов наклона зубьев шевера и об-
рабатываемого колеса. В процессе обкатки, а также продольного
возвратно-поступательного перемещения стола на величину, немно-
гим больше ширины шевингуемого колеса, осуществляется процесс
срезания тонкого слоя металла с поверхности зубьев обрабатывае-
322
мого колеса. В конце каждого хода осуществляется подача стойки
в радиальном направлении. После окончания обработки подача
отключается, но обкатка продолжается, т. е. происходит выглажи-
вание и зачистка боковых поверхностей зубьев зубчатого колеса.
Главное движение осуществляется от электродвигателя с и==
= 1440об/шш, далее движение передается через ременную передачу
с диаметрами шкивов 140 и 200 мм на вал /, пятизаходный червяк
и червячное колесо z == 22, вал II, зубчатые колеса г = 46 и 50,
вал III, сменные зубчатые колеса главного движения А и В, шпин-
дель VI с шевером. Уравнение кинематической цепи главного движе-
ния шевера:
=1440 4S • °-985 • 1 • §5 • 4 об/-мм«’ откуда 4=ж •
где А и В — сменные зубчатые колеса.
Определяем скорость резания при шевинговании v, которая
является скоростью относительного скольжения зубьев шевера и
обрабатываемого колеса в месте контакта
g= "шло" (со8₽ш tg ₽« ± sin рш) м/мин,
где Dui — диаметр шевера в мм*,
пш — число оборотов шевера в минуту;
Риг, ₽« — углы наклона зубьев шевера и обрабатываемого
колеса в град.
Если направления винтовых линий в шевере и колесе одина-
ковы, ставится знак плюс, а при разных направлениях винтовых
линий — знак минус. Для подбора сменных колес А и В в урав-
нение главного движения вместо пш подставляют его значение из
предыдущей формулы скорости. После подстановки и сокращения
формула для подбора сменных колес главного движения примет вид
А 1,5и
~В~ Dm (cos tg 0* ± sin (U
К станку прилагается комплект сменных зубчатых колес, состоя-
щий из пяти пар.
Продольная подача осуществляется от реверсивного электро-
двигателя с п = 950 об/мин через червячную передачу — одноза-
ходный червяк и червячное колесо г = 50, вал VI, сменные зубчатые
колеса С и D. Далее движение передается на зубчатые колеса г = 25
и 25 на ходовой винт с шагом t = 6 мм. Уравнение кинематической
цепи подачи:
I С 25 С
s„p = 950-gg«-^-^’6 мм!мин или s„p=114p.
На станке имеется комплект, состоящий из четырех пар сменных
зубчатых колес. Так как продольную подачу стола рассчитывают
IV
323
в миллиметрах за один оборот обрабатываемого колеса, можно
решить совместно уравнения главного движения обкатки и продоль-
ной минутной подачи для заданного значения s0
__ о По гш
В данном случае движение обкатки — это свободное вращение
обрабатываемого колеса с число оборотов пк, которое зависит от
числа зубьев шевера и колеса zK и числа оборотов в минуту шевера.
Следовательно, соотношение между числами оборотов обрабаты-
ваемого колеса и шевера
пк _
Пщ, 9
где пк — число оборотов обрабатываемого колеса в минуту;
пш — число оборотов шевера в минуту;
гш — число зубьев шевера;
zK — число зубьев обрабатываемого колеса.
Радиальная подача шевера осуществляется как ручным, так
и механическим способом. Вручную движение идет от маховика 2
через зубчатые колеса г = 18 и 30 и ходовой винт поперечной подачи
с шагом t — 5 мм. При этом происходит перемещение шпиндельной
головки шевера, что обычно применяется при установочном пере-
мещении. Механическая подача происходит при помощи двух кулач-
ков 3 и 4, установленных на диске 1. Эти кулачки в конце каждого
хода стола действуют на ролик 5 и через систему рычагов осуществ-
ляют поворот собачки, храпового колеса z = 150, зубчатых колес
z = 18 и 30 и ходового винта t = 5 мм. Вращение упоров 3 и 4
вместе с градуированным диском 1 происходит от вала VII, одно-
заходного червяка и червячного колеса z = 30 и вала IX. Угол
поворота диска ср зависит от длины хода стола L:
<р=4-й4-360°
Наименьшая радиальная подача шевера за один ход стола
s₽ = -X • • 5 = 0,02 лл/ход.
к 1DU OU
Зубошлифование. Зубошлифование применяют для получения
точных зубчатых колес. При зубошлифовании необходимо приме-
нение специальных зубошлифовальных станков. Существуют
два способа шлифования зубчатых колес: методом копирования
профиля фасонного абразивного круга (рис. 167, а) и методом об-
катки. При шлифовании зубьев методом копирования фасонным
шлифовальным кругом, шлифуемое зубчатое колесо остается непо-
движным, а шлифовальный круг совершает главное вращательное
движение со скоростью вращения и и возвратно-поступательные
324
движения, т. е. движение подач s вдоль зуба на расстояние его дли-
ны. Кроме того, станок осуществляет периодическую подачу sx на
глубину припуска, оставленного под шлифование. Этот припуск
снимается за несколько ходов шлифовального круга. После оконча-
ния шлифования первой впадины круг выводится из зацепления
с обрабатываемым колесом, колесо поворачивается на один зуб
и цикл шлифования повторяется. Метод обкатки копирует зацепле-
ние реечного колеса с зубчатой рейкой, роль которой исполняют два
тарельчатых круга (рис. 167, б) или один дисковый круг (рис.
167, в). При шлифовании зубьев зубчатых колес дисковым кругом
по методу обкатки шлифовальный круг совершает главное движение
v и возвратно-поступательное движение — подачу s. Шлифуемое
колесо для копирования реечной передачу получает вращение около
Рис. 167. Схемы процесса зубошлифования
неподвижной оси в одном направлении и прямолинейное переме-
щение в обратном направлении v2 (качание колеса по неподвижной
рейке). При этом происходит обработка одной стороны зуба. После
обработки одной стороны зуба происходит изменение направления
обкаточного движения и осуществляется шлифование второй сторо-
ны соседнего зуба. Следовательно, за один цикл полностью шлифует-
ся одна впадина. После полного окончания шлифования впадины
зуба шлифовальный круг выводится из впадины, происходит деле-
ние, т. е. обрабатываемое колесо поворачивается на один зуб,
и цикл повторяется. Такие же движения сообщаются кругу и колесу
при шлифовании зубьев двумя тарельчатыми кругами. Инж. Ва-
сильчуком был предложен производительный метод шлифования
зубьев цилиндрических колес червячным шлифовальным кругом.
Этот метод соответствует методу нарезания зубчатых колес червяч-
ной фрезой. Зубошлифовальные станки мало отличаются по кине-
матике от зуборезных станков, работающих по тому же методу.
Притирка зубчатых колес. Притирку зубчатых колес в основном
производят после термической их обработки. Процесс притирки зуб-
чатого колеса заключается в следующем. Притираемое зубчатое
325
колесо насаживается на оправку, свободно вращающуюся в цент-
рах двух бабок, и вводится в зацепление с одним или несколькими
чугунными притирами, имеющими форму зубчатых колес. Зубья
притира и обрабатываемого колеса смазываются смесью масла с мел-
козернистым абразивным порошком. Притирка зубьев может про-
изводиться при скрещивающихся и параллельных осяхЪритира и об-
рабатываемого колеса. В зубопритирочных станках притиру сооб-
щается вращательное и одновременное возвратно-поступательное
движение параллельно оси обрабатываемого колеса. Притирку зубь-
ев зубчатых колес можно производить двумя способами: методом тор-
можения и методом в распор. В первом случае отделка зубьев про-
исходит при помощи контакта притира с обрабатываемым зубчатым
Рис. 168. Разные формы торцов зубьев переключае-
мых зубчатых колес:
а — конусная; б — бочкообразная; в — вогнутая; г — вы-
пуклая; д — частично заостренная
колесом по одному боковому профилю зуба. Необходимое давление
контакта создается вследствие небольшого торможения обрабаты-
ваемого колеса при помощи гидравлического и реже — механиче-
ского тормоза. Как только все зубья одной стороны окажутся об-
работанными, вращение притира реверсируется для обработки
зубьев с другой стороны. При этом способе расстояние между осями
притира и колеса остается постоянным. Во втором случае зубья
притира полностью контактируются с зубьями обрабатываемого
колеса вследствие осуществления постепенного сближения осей
притира и колеса до тех пор, пока зубья притираемого колеса не
получат заданную отделочную обработку.
Зубозакругление. В современных станках и машинах приме-
няется много зубчатых колес, которые переключаются в процессе
работы без остановки движения всего механизма, как например,
коробки скоростей автомобилей, станков и т. д. Закругление торцов
зубьев переключаемых колес, а также снятие фасок могут произво-
диться различными методами: 1) охватывающей фасонной фрезой;
326
2) резцовой головкой; 3) концевой фрезой с осью вращения в плос-
кости, параллельной или перпендикулярной к плоскости торца
зубчатого колеса; 4) фасочной червячной фрезой; 5) фасонной дис-
ковой фрезой; 6) абразивными кругами. При перечисленных методах
можно получить различные формы торцов зубьев переключаемых
колес (рис. 168). Лучшей формой оказалась бочкообразная, как
более долговечная по сравнению с другими. Эта форма получается
при обработке пальцевой фасонной фрезой, ось которой параллельна
торцу обрабатываемого колеса, или при обработке дисковой фасон-
ной фрезой (рис. 169). Последний метод, разработанный ЭНИМСом,
по производительности в 3—6 раз выше, чем обработка зубьев
концевой фрезой. Рассмотрим последовательность обработки зубьев
Рис. 169. Закругление торцов зубьев дисковой фасонной
фрезой
дисковой фасонной фрезой (рис. 169). Прежде всего обрабатываемое
колесо устанавливают на станке так, чтобы ось дисковой фрезы была
расположена в плоскости, параллельной торцу зубчатого колеса
и перпендикулярна к радиальной плоскости. После этого инстру-
мент — фреза совершает следующие движения: а) врезание на глу-
бину h в торец колеса на полную глубину закругления 7; б) обработ-
ка поверхности торца вдоль высоты зуба колеса по радиусу г.
Это движение осуществляется во время перемещения центра фрезы
по дуге 77; в) быстрый отвод фрезы от обрабатываемого колеса по
направлению 777; г) возврат фрезы в исходное положение по дуге IV
с одновременным поворотом детали для обработки следующего зуба.
По такому циклу работает полуавтомат мод. СМ5. В настоящее время
закругление концов зубьев осуществляется при помощи абразивных
червячных кругов. При этом способе деталь, свободно сидящая
на шпинделе, без соединения с кинематикой станка приводится во
вращение при сцеплении червячным кругом.
327
§ 10. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ
Зубообрабатывающие станки необходимо периодически прове-
рять на точность в соответствии с ГОСТом 659—67. Проверке под-
лежат: а) плоскость и торцовое биение рабочей поверхности стола;
б) радиальное биение оправки, установленной по центру стола;
в) погрешности перемещения инструмента; г) осевое биение шпинде-
ля фрезы; д) точность цепи обкатки относительно оси стола; е) рав-
номерность перемещения суппорта. Каждый зуборезный станок
периодически в процессе работы и после ремонта проверяется на
точность изготовляемой продукции; как, например, проверяют пре-
дельную разность соседних окружных шагов колеса, нарезаемого
по методу обкатки, и предельную накопленность погрешности
окружного шага. Если зубья нарезаемого зубчатого колеса имеют
погрешность по толщине, это значит, что происходит осевое биение
стола в результате деформации или неправильности пригонки на-
правляющих. Если имеется погрешность в профиле обрабатываемых
зубьев, что приводит к снижению их чистоты, то причиной может
быть либо повышенный износ подшипников шпинделя, либо осевой
люфт шпинделя, либо радиальное биение фрезерной оправки. При-
чиной получения зубьев, разных по толщине и длине, является
неправильное расположение суппорта по отношению оси стола.
Суммарная погрешность цепи деления вызывает погрешность про-
филя зубьев и обрабатываемых деталей окружного шага и др.
Суммарная погрешность цепи, связывающей движение суппорта
с вращением стола, влияет на точность осевого шага нарезаемых
зубьев; кроме того, сокращаются и смещаются пятна контакта зубь-
ев. Расположение пятен контакта в конических зубчатых колесах
регламентировано ГОСТом 1758—56 в зависимости от класса точ-
ности зубчатой передачи. Отклонение пятна контакта от правиль-
ности расположения заключается в том, что оно оказывается сме-
щенным по длине и высоте зуба или по тому и другому одновременно.
Если зуб конического колеса при проверке по пятнам контактов
имеет с одной стороны пятно, смещенное к узкой части зуба, а со
второй — к широкой, это значит, что получается перекрестный кон-
такт, который исправляется изменением величины радиального
смещения центра зуборезной резцовой головки, при этом пятно
переместится вдоль зуба. Такое же положение будет при смещении
пятен отдельно к узкому концу зуба. Если с одной стороны зуба
контакт расположен у основания его, а с другой — у головки или
как с одной, так и с другой стороны зуба пятна контакта располо-
жены или слишком высоко, или слишком низко, необходимо смес-
тить пятно контакта по высоте, изменяя осевую установку бабки
изделия. В процессе эксплуатации зуборезных станков многие
детали их подвергаются износу, что приводит к потере точности
станка. Компенсацией износа сопряженных деталей станка, напри-
мер вал и подшипники, маточная гайка и ходовой винт и т. д., можно
323
на длительное время обеспечить работоспособность данного станка.
Важным фактором в эксплуатации металлорежущих станков яв-
ляется смазка. От смазки станков зависит наиболее полное их ис-
пользование и увеличение срока службы между ремонтами. Пра-
вильная система смазки и применяемое, согласно карте смазки,
масло способствуют повышению к. п. д. станка, уменьшению износа
трущихся поверхностей, длительному сохранению первоначальной
точности его работы. Смазочная система зубообрабатывающих
и других станков должна быть сообразована с условиями его экс-
плуатации. Она должна обеспечивать подачу к трущимся поверх-
ностям такого количества смазки, чтобы между поверхностями
постоянно сохранялась масляная пленка и чтобы температура их
не превышала установленных допустимых значений. Для этого
необходимо систематически наблюдать, чтобы все элементы смазоч-
ной системы работали безукоризненно. Для коробок скоростей зубо-
резных станков применяются масла: индустриальное 50 для малых
скоростей; индустриальное 45 для средних и индустриальное 30
для больших скоростей механизма. Все применяемые масла должны
соответствовать ГОСТам 1707—51 и 1840—51. При работе на зубо-
обрабатывающих и зубоотделочных станках используются чаще
всего следующие смазочно-охлаждающие жидкости: при зубодолбле-
нии рекомендуется применять сульфофрезол Р; при зубофрезерова-
нии — сульфофрезол В; при черновом шлифовании зубьев зубчатых
колес служит водный раствор кальцинированной соды 3%-ной кон-
центрации, а при чистовом шлифовании — эмульсия слабой кон-
центрации. Применяемая эмульсия для зубонарезания имеет сле-
дующий состав, выраженный в процентах: 10% эмульсола, 2% зеле-
ного мыла и 88% воды. Рекомендуемые смазочно-охлаждающие
жидкости при работе зубообрабатывающих и других станков по-
нижают сопротивление трения при резании и уменьшают опасность
возникновения вибраций при резании; облегчают пластическую
деформацию стружки, что способствует уменьшению силы резания
и повышению класса чистоты обрабатываемой поверхности; охлаж-
дают инструмент и смазывают образующуюся при обработке струж-
ку. По окончании работы на зуборезных станках необходимо прежде
всего закрыть кран подачи смазочно-охлаждающей жидкости и оста-
новить станок. Если кран не закрыт, а станок остановлен, имею-
щаяся в трубопроводе смазочно-охлаждающая жидкость вытечет
в бак. При обработке следующего зубчатого колеса зуборезный ин-
струмент будет работать некоторое время без охлаждения ввиду
запаздывания подавания насосом к инструменту смазочно-охлажда-
ющей жидкости, вследствие чего инструмент (зуборезный) будет
иметь повышенный износ.
Глава XIX
АГРЕГАТНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
Многоинструментальные специальные станки, скомпонованные
из стандартных узлов и деталей и предназначенные для выпол-
нения определенных операций, называются агрегатными станками.
Агрегатные станки нашли широкое применение в крупносерий-
ном и массовом производствах для выполнения сверлильных, ра-
Рис. 170. Примеры компоновки агрегатных станков
сточных, резьбонарезных и реже фрезерных, токарных, шлифоваль-
ных, протяжных и сборочных работ.
Агрегатные станки собирают из специально нормализованных
деталей и узлов, например: станин, силовых головок, кронштей-
нов, делительных столов, систем управления, зажимных и уста-
новочных устройств, вспомогательных агрегатов, гидравлических
панелей, узлов смазки, охлаждения и др. Подлежащая обработке
деталь закрепляется неподвижно на столе станка в приспособлении
и обрабатывается с одной, двух или нескольких сторон одновре-
менно с помощью инструментов, закрепленных в шпинделях сило-
вых головок, которые приводятся во вращение и совершают
поступательное движение.
330
Целесообразность изготовления и применения агрегатных стан-
ков заключается в следующем: а) срок проектирования и изгото-
вления значительно сокращается в связи с применением стандарт-
ных узлов; б) агрегатные станки высокопроизводительны, так
как при работе на них значительно сокращено вспомогательное
время; в) не требуют высококвалифицированного обслуживающего
персонала (кроме наладчиков); г) затраты на проектирование
и изготовление станка значительно сокращены; д) возможность
использования некоторых узлов при изменении выпускаемой про-
дукции.
В зависимости от конфигурации детали и ее размеров, а также
от возможности совмещения операций производится компоновка
силовых головок, стола и других узлов.
На рис. 170 представлены примеры компоновки агрегатных
станков.
§ 2. СИЛОВЫЕ ГОЛОВКИ
Силовые головки предназначены для осуществления вращатель-
ного и поступательного движений инструмента относительно об-
рабатываемой детали и являются основным силовым узлом в агре-
гатном станке. В зависимости от системы механизма подачи сило-
вые головки подразделяются на заготовки механические, электро-
механические, гидравлические и пневмогидравлические. Силовые
головки по способу осуществления указанных движений можно раз-
делить на головки несамодействующие и самодействующие. К не-
самодействующим головкам относятся головки, которые осуществ-
ляют только вращательное движение шпинделя, а следовательно,
и инструмента. Чтобы сообщить такой головке поступательное
перемещение, необходимо применить дополнительный привод, имею-
щий отдельный электродвигатель. К самодействующим головкам
относятся головки, которые с помощью одного и того же электро-
двигателя одновременно осуществляют вращательное и поступатель-
ное движение инструмента.
Механические силовые головки. К этим головкам относятся
головки с барабанно-кулачковыми, плоскокулачковыми и винто-
выми механизмами подачи инструментов. Эти головки обладают
хорошими свойствами в процессе эксплуатации, а также не требуют
сложного ремонта и имеют широкие технологические возможности
обработки деталей различными инструментами. К недостатку меха-
нических головок можно отнести трудность изменения режимов их
работы, быстрый износ деталей механизма подач, а также ненадеж-
ную работу устройств, предохраняющих детали головок от пере-
грузки. Кроме того, некоторые механические силовые головки имеют
значительные габариты и сложную конструкцию. Для примера
рассмотрим кулачковую силовую головку, схематично показанную
на рис. 171. Электродвигатель 1 мощностью от 0,4 до 1,7 кет пере-
дает вращение через клиноременную передачу 7 шпинделю 4. Дви-
331
жение подач берет свое начало от шпинделя через червячную пере-
дачу на зубчатые колеса zlf z2, z3, z4, z5 и передается на кула-
чок 2. В паз кулачка входит ролик 3, ось которого закреплена в пи-
ноли 5, внутри которой вращается шпиндель 4. При вращении
кулачка произойдет перемещение пиноли, а следовательно осущест-
вится подача шпинделя. Профиль кулачка изготовлен так, что
инструмент вначале быстро подводится к детали, а затем переме-
щается со скоростью рабочей подачи, и произойдет быстрый отвод
его в исходное положение. Всего на рабочее перемещение затрачи-
вается 240° дуги кулачка, а на холостые перемещения пиноли —
120°. Так как ход пиноли ограничен размером кулачка, то для
определенной операции проектируется и изготовляется определен-
ный кулачок. Обычно ход инструмента у плоскокулачковых сило-
вых головок не превышает 75 мм. Для смены инструмента силовую
головку отводят вручную винтом 6.
Пневмогидравлические силовые головки. Перемещение поршня
в пневмогидравлических силовых головках осуществляется сжатым
воздухом, а регулирование скорости его перемещения -— маслом,
вытесняемым поршнем из цилиндра. Пневмогидравлические силовые
головки просты по конструкции и компактны. Мощность электро-
332
двигателей зависит от затрачиваемой силы на резание и бывает
в пределах от 0,5 до 3,0 кет. Максимальный ход инструмента 250 мм.
На рис. 172 показана схема пневмогидравлической силовой го-
ловки. Главное движение, т. е. вращение шпинделя, осуществляется
от электродвигателя 1 через зубчатые передачи и z2; г3 и z4 на
шпиндель 2, который приводит во вращение режущий инструмент.
Движение подачи осуществляется с помощью сжатого воздуха (дав-
ление сети 4—5 кПсм2), который, проходя через отверстие в штоке
поршня в, попадает в правую полость цилиндра 6, в результате чего
поршень перемещается справо налево, вытесняя масло из левой
полости цилиндра 9 через дроссель 7, которое и сливается в бак 5.
Но так как поршень неподвижен, цилиндр вместе с головкой 3
перемещается по направляющим 4, происходит рабочее движение
Рис. 172. Схема силовой головки с пневмогидравлическим механизмом
подач
головки. Холостой ход силовой головки осуществляется при пере-
ключении золотника с помощью кулачка, укрепленного на корпусе
головки. Скорость истечения масла из цилиндра 9, а следовательно,
и скорость подачи регулируется дросселем 7. Для того чтобы давле-
ние перед дросселем было постоянным, что обеспечивает равномер-
ность рабочей подачи, в системе перед дросселем установлен редук-
ционный клапан (на схеме рис. 172 не показан). Для возвращения
головки в исходное положение производится подача сжатого воз-
духа в масляный бак. Масло из бака направляется в левую полость
цилиндра 9 и перемещает цилиндр вместе с головкой 3 справа
налево. Малые размеры головок облегчают компоновку станка и
позволяют разместить большое количество их вокруг обрабатывае-
мой детали.
Гидравлические силовые головки рассчитаны на выполнение как
легких, так и тяжелых работ. Мощность электродвигателя, приво-
дящего в рабочее движение головку, составляет от 1 до 30 кет.
Гидравлические силовые головки по конструкции отличаются спо-
ззз
собом регулирования скорости перемещения инструмента. У ряда
головок это осуществляется дросселированием масла, подаваемого
насосом постоянной производительности, причем количество масла,
проходящее через дроссель, и определяет скорость перемещения
головки. У других головок сам насос подает в цилиндр столько
масла, сколько необходимо для перемещения поршня с заданной
скоростью.
Рассмотрим схему гидравлической силовой головки с дроссели-
рованием масла на выходе из насоса в цилиндр (рис. 173). Главное
Рис. 173. Схема гидравлической силовой головки
движение, т. е. вращение шпинделя 4, осуществляется от электро-
двигателя 1 и через зубчатые колеса zx и z2; г3 и z4, ?5 и ze. Движение
подачи заимствуется от зубчатого колеса z3, затем идет на зубчатое
колесо г1 и приводит во вращение насос 3. Насос нагнетает масло
через дроссель 2 в правую полость цилиндра 5. Движение силовой
головки произойдет слева направо, так как шток 7 и поршень 6
неподвижны. Масло из левой полости цилиндра сливается в бак 8.
После окончания рабочего хода шпинделя вручную или автомати-
чески с помощью золотника управления (на схеме не показано)
осуществляется реверсирование подачи силовой головки, и она
возвращается в исходное положение.
§ 3. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПАНЕЛИ
Сосредоточенные в отдельном агрегате гидравлические аппараты
и приборы, предназначенные для пуска, остановки, реверса, регу-
лирования скоростей и выполнения других функций силовой го-
ловки или станка, называется гидропанелью. Гидропанель легко
монтируется на станке и может быть унифицирована для различных
типов силовых головок и станков. На рис. 174 представлена схема
панели мод. У420, применяемой в сверлильно-расточных агрегат-
ных станках. С помощью такой панели можно производить следую-
щие движения силовой головки: быстрый подвод, первая рабочая
334
подача, вторая рабочая подача, быстрый отход в исходное положе-
ние и остановка. Дроссели 5 и 6 служат для получения двух раз-
личных рабочих подач. Гидропанель имеет два насоса: высокого
давления с низкой производительностью /, низкого давления с
высокой производительностью 2. Рабочий цилиндр силовой головки,
обслуживаемой данной панелью, имеет площадь поперечного сече-
ния в 2 раза больше, чем площадь штока. Если реверсивный золот-
ник займет крайнее левое положение /, тогда насос 2 будет нагне-
Рис. 174. Схема гидравлической панели мод. У420
тать масло по магистрали через среднюю часть золотника 4 и одно-
временно давление передается как в нижнюю, так и в верхнюю
полость рабочего цилиндра 3. Но так как «живое» сечение поршня
в нижней части вдвое больше, чем в верхней, масло будет нагне-
таться в нижнюю полость. Из верхней полости цилиндра масло
вытесняется и направляется в среднюю часть реверсивного золот-
ника, смешиваясь с потоком масла, нагнетаемого насосом, этим и
осуществляется быстрый подвод силовой головки. Одновременно
насос 1 работает на слив, подрывая предохранительный клапан 7,
так как дроссель 6 создает некоторое сопротивление проходу масла.
Если переместить плунжер реверсивного золотника в положение //,
насос 2 будет работать на слив, а насос 1 через дроссель 6 направит
масло в нижнюю полость рабочего цилиндра 3, и из верхней полости
масло направится в бак. Произойдет рабочий ход поршня и силовой
335
головки. Скорость рабочего хода регулируется дросселем 6. При
перемещении плунжера реверсивного золотника в положение III
нассс 1 будет нагнетать масло через дроссели 6 и 5 в нижнюю по-
лость цилиндра 3. Скорость движения поршня меньше, так как
дроссель 5 пропускает меньше масла, чем дроссель 6. Одновре-
менно насос 2 будет работать, переливая масло в бак. При пере-
мещении плунжера реверсивного золотника в положение IV масло
из насоса 1 через предохранительный клапан сливается в бак и
только небольшая часть масла попадает через дроссель и реверсив-
ный золотник в верхнюю полость цилиндра. В то же время насос 2
нагнетает масло в верхнюю полость цилиндра, а из нижней полости
цилиндра осуществляется слив и происходит быстрый отвод поршня
в исходное положение. Чтобы остановить движение силовой головки,
необходимо плунжер реверсивного золотника переместить в поло-
жение V. Масло, нагнетаемое насосом /, через предохранительный
клапан 7 пойдет на слив. Так как давление за дросселем 6 упало,
предохранительный клапан переместится вверх, открыв отверстие
в бак. Одновременно масло, нагнетаемое насосом 2, будет сливаться
в бак.
$ 4. НАЛАДКА АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
Процесс наладки агрегатных станков состоит из следующих
этапов: а) ознакомление с техническим паспортом станка, инструк-
цией по эксплуатации, управлению станком и т. д.; б) изучение
технологического процесса обработки деталей на станке; в) уста-
новка насадок и приспособлений; г) установка режущего инстру-
мента; д) настройка циклов и режимов обработки; е) смазка станка;
и) испытание станка на холостом ходу; к) проверка наличия сма-
зочно-охлаждающей жидкости; л) испытание станка под нагрузкой;
м) проверка геометрических размеров детали на соответствие с чер-
тежом и техническими требованиями. Главным узлом в агрегатном
станке является силовая головка. Наладка плоскокулачковой
силовой головки (см. рис. 171) заключается в установке и закреп-
лении режущего инструмента и настройке ее на заданные техноло-
гическим процессом режимы. Режущий инструмент устанавливается
в специальный патрон шпинделя 4 силовой головки. Вылет инстру-
мента можно регулировать двумя способами: перемещением патрона
в осевом направлении или, если хвостовик инструмента имеет
цилиндрическую форму, перемещением его в осевом направлении
в самом патроне. Величину вылета инструмента устанавливают по
установочному шаблону или эталонной детали на станке или в спе-
циальном приспособлении вне станка.
Настройка силовой головки на разные режимы резания произ-
водится заводом-изготовителем по заданному циклу в зависимости
от требований, обусловленных техническим заданием. Завод-
изготовитель силовых головок в конструкции головок не преду-
сматривает изменение режимов резания и цикла работы в процессе
эксплуатации. Подлежащая обработке деталь закрепляется в при-
способлении. Приспособление устанавливается на столе станка,
проверяется точность его установки, после чего его крепят к столу
станка с последующей повторной проверкой на точность установки.
После установки и закрепления приспособления необходимо про-
извести пробную обработку одной детали, закрепленной в уста-
новленном приспособлении. Обработанную деталь проверяет на-
ладчик и отдел технического контроля согласно чертежу и техни-
ческим условиям, после чего станок или готов к эксплуатации,
или его переналаживают. Перед обработкой первой детали налад-
чик тщательно смазывает станок, заполняет все емкости маслом,
проверяет циркуляцию его при включении агрегатного станка
вхолостую, подводит смазочно-охлаждающую жидкость к обраба-
тываемой детали, включает насос и лишь при полной исправности
станок может быть передан для эксплуатации.
§ 5. ЭКСПЛУАТАЦИЯ АГРЕГАТНЫХ СТАНКОВ
В процессе эксплуатации трущиеся части силовых головок
станка подвергаются смазке с помощью плунжерного насоса. Ре-
зервуар для масла расположен в нижней части головки. Для обес-
печения нормальной работы всех механизмов необходимо выпол-
нять следующие условия: а) масло необходимо заливать через фильт-
ровую сетку; б) смену масла рекомендуется делать через каждые
10 дней; в) пополнять масло необходимо через каждые три дня;
г) в случае остановки насоса необходимо остановить работу головки
и станка’ и только после ремонта насоса включить головку и станок;
д) при наличии на силовой головке многошпиндельной насадки
необходимо применять набивку густой смазкой марки УС-2 (ГОСТ
1033—51); е) для головки необходимо применять индустриальное
масло (ГОСТ 1707—51); и) подшипники шпинделя необходимо сма-
зывать через каждые 10 дней смазкой УС-2. В процессе эксплуата-
ции силовой головки и станка может возникнуть ряд неполадок:
1. Пиноль головки не возвращается в исходное положение;
причиной может быть выход из строя переключателя; для устране-
ния этой неполадки необходимо отвернуть крышку переключателя
и проверить контакты на срабатывание, если переключатель не
работает, его следует заменить. Возможна и другая причина не-
поладки — ослабление крепления кулачка и сдвиг его с места.
Необходимо поставить кулачок на место и закрепить.
2. Шпиндель вращается, а пиноль неподвижна. Это значит на-
рушено регулирование предохранительной муфты. Необходимо
отрегулировать и закрепить регулировочными гайками муфту.
3. Обильно течет масло по шпинделю или пиноли. Это значит,
что головка имеет плохое уплотнение, которое подлежит замене.
4. На автоматическом цикле не произошел поворот стола станка.
Причина неполадки — одна из пинолей силовых головок не верну-
337
лась в исходное положение или микровыключатель одной из голо-
вок не исправлен. Для устранения этой причины необходимо опре-
делить характер неисправности путем проверки работы узла на
наладочном цикле или вручную. Если же стол и после этого не пово-
рачивается, необходимо заменить микровыключатель.
5. Не выключается подача пиноли силовой головки. Это значит,
что планшайба делительного стола не зафиксировалась. Для устра-
нения неполадки необходимо поджать пружину фиксатора стола
или отрегулировать блок контактов конечного выключателя.
6. При включении рубильника на пульте управления не заго-
рается сигнальная лампочка. Это значит, что отсутствует напря-
жение в цепи управления. Необходимо проверить предохранитель
цепи управления.
7. В станках с поворотным столом при нажатии кнопки «По-
дача» планшайба не поворачивается. Это значит, что нарушен кон-
такт в штепсельных разъемах микропереключателей. Рычаг на го-
ловке не нажимает на шток микропереключателя. Для устранения
неполадки необходимо зачистить контакты на вилках штепсельных
разъемов, отвести пиноль головки в заднее крайнее положение и
отрегулировать установку микропереключателя.
8. При окончании цикла лампочка сигнала «Цикл окончен» не
загорается. Это значит, что не исправлен микропереключатель,
который подлежит замене.
Глава XX
РАЗНЫЕ СТАНКИ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ СТАНКОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ
ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ
МАТЕРИАЛОВ
Быстрое развитие общего и специального машиностроения,
приборостроительной промышленности и других отраслей промыш-
ленности вызвало резкое увеличение применения специальных
сталей, как, например, жаропрочных, нержавеющих и других вы-
соколегированных сталей, твердых сплавов, алмазов, рубинов и
других материалов. Выросла также потребность в изготовлении
штампов, литейных форм, прессформ для пластических масс и дру-
гих изделий, которые имеют сложную конфигурацию, значитель-
ную трудоемкость изготовления. Все эти работы выполняются
высококвалифицированными рабочими. Фасонные прорези малых
размеров, соединительные каналы в труднодоступных местах и т. д.
механически обработать трудно или почти невозможно. Для вы-
полнения этих работ применяются электрофизические и электро-
химические методы обработки металлов. Новые технологические
процессы обеспечивают резкое увеличение производительности
труда на наиболее сложных и трудоемких операциях. Внедрение
электрофизических и электрохимических методов открывает боль-
шие возможности в совершенствовании технологии металлообра-
ботки.
§ 2. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СТАНОК МОД. 4770
Станок (рис. 175) предназначен для обработки деталей из твер-
дых и хрупких материалов: стекла, керамики, кварца, твердых
сплавов и т. д. Ультразвуковой станок обеспечивает высокую точ-
ность обработки (0,01—0,02 мм при обработке твердых сплавов)
и высокий класс чистоты поверхности (в пределах 7—9). Ультра-
звуковой метод основан на размерном разрушении материала зер-
нами абразива при ударном импульсном действии на обрабатывае-
мую деталь. Получаемые в ламповом электронном генераторе элек-
трические колебания ультразвуковой частоты (16—25 тыс. гц)
подаются на обмотку электромеханического преобразователя 4,
состоящего из набора никелевых или пермендюровых пластин,
339
обладающих способностью изменять свои линейные размеры в пере-
менном магнитном поле, т. е. материал обладает магнитострикцион-
ным эффектом. Вследствие этого происходит преобразование элек-
трических колебаний в механические колебания той же частоты.
Через систему акустических концентраторов 3, колебания сооб-
щаются торцу инструмента 2. В зону обработки детали 1 под торец
Рис. 175. Кинематическая схема ультразвукового станка
инструмента из бака 8 поступает абразивная суспензия при помощи
насоса 7, которая состоит из воды и зерен абразива 9. Колеблю-
щийся с ультразвуковой частотой инструмент 2, ударяет по зернам
абразива 9, которые выкалывают частицы материала, осуществляя
таким образом копирование формы инструмента. Колебательная
система прикреплена к шпинделю 5, который может перемещаться
по направляющим станины 6. Характерным для ультразвуковой
механической обработки является то, что инструмент должен изго-
товляться из материала, более мягкого, чем материал обрабатывае-
мой детали.
Абразивный же материал должен быть тверже, чем обрабатывае-
мый. В большинстве случаев применяют карбид бора и лишь для
обработки самых твердых материалов — алмазный порошок. Раз-
работан технологический процесс обработки фасонных поверхностей
340
у твердосплавных деталей штампов и фильер, сочетающий предва-
рительную электроимпульсную обработку и окончательную ультра-
звуковую доводку. Применение ультразвуковых станков в промыш-
ленности дает ощутимый экономический эффект.
§ 3. ЭЛЕКТРОИСКРОВОЙ СТАНОК
Электроискровой станок предназначен для обработки сложных
профилей малых диаметров, узких щелей в труднообрабатываемых
материалах, например в сталях, твердых сплавах и др. На рис. 176
представлена схема станка для электроискровой обработки. На
столе станка 1 установлена ванна 2, наполненная жидкостью 4
Рис. 176. Схема станка для электроискровой обработки
(керосин и индустриальные масла), которая не проводит ток. В ванну
погружают обрабатываемую деталь 3 и подключают ее к положи-
тельному полюсу. Обрабатываемая деталь в этих станках выпол-
няет функции анода, а инструмент 5 — катода. Инструмент изго-
товляется из мягкой латуни и других материалов. Для установки
и поддержания постоянного зазора служит специальный автомати-
ческий регулятор. Для образования электрических импульсов при-
меняют релаксационный генератор 7 постоянного тока, в котором
энергия источника питания преобразуется в энергию колебания
с помощью накопительного элемента, чаще всего с помощью конден-
саторной батареи 6. При включении генератора 7 и подведении
инструмента 5 к детали 3 возникает элементарный микровзрыв.
Разрушенная мельчайшая часть обрабатываемой детали смывается
жидкостью. Но так как колебаний очень много, осуществляется
интенсивная обработка детали.
341
§ 4. АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ СТАНОК
Анодно-механическое резание металлов есть разновидность
электроэрозионного способа и основано на комбинированном про-
цессе анодного растворения и эрозионного воздействия на обраба-
тываемую деталь 1 (рис. 177) при движущемся электроде-инстру-
менте. Электрод-инструмент представляет собой диск или беско-
нечную ленту, изготовленную из мягкой стали. Для выполнения
заточных работ диски изготовляются из стали, чугуна или из крас-
ной меди. В доводочных станках применяются токопроводящие
абразивные круги, бруски и притиры. Обработка ведется в про-
водящей ток жидкой среде — электролите 3. Под действием про-
ходящего через электролит 3 тока на обрабатываемой детали —
аноде 1 непрерывно образуется мягкая пленка из окислов, снятие
которой производится вращением диска 2 или ленты, совершающих
главное движение и движение по-
дач. Источником питания является
постоянный ток от генератора 4
напряжением 12—30 в, который про-
ходит через реостат 5 и направляет-
ся к обрабатываемой детали. Можно
производить разрезку деталей из
труднообрабатываемых сталей и
сплавов диаметром до 350 мм.
Следует отметить, что в конст-
рукции серийно выпускаемых анод-
но-механических станков имеются
Рис. 177. Схема станка для анодно-
механической обработки
большие возможности для модер-
низации. На ряде предприятий анодно-механические станки мод.
4А822 и МЭ-12 используются для раскроя листа, в частности, для
фасонного раскроя по волнистым линиям. Для этого на тумбу станка
МЭ-12 вместо зажимных приспособлений ставят крестовые столы.
Точность отрезки лежит в пределах допусков на деталь. Глубина
дефектного слоя колеблется в пределах 0,2—0,8 мм вместе с микро-
неровностями. С применением анодно-механических станков тру-
доемкость обработки некоторых жаропрочных сплавов, по срав-
нению с абразивной резкой, снижается в 10—15 раз и составляет
2—3 мин при отрезке квадрата 70x70 мм. Внедрение анодно-
механических станков позволяет значительно снизить стоимость
инструмента, уменьшить потери металла в результате снижения
ширины реза и резко повысить производительность. Экономический
эффект от внедрения одного станка на резке проката из жаропроч-
ных сталей составляет 20 000—35 000 руб. в год. Окупаемость
станка равна 7—12 месяцев.
Электрохимическая обработка. Этот метод основан на явлении
анодного растворения и заключается в том, что при прохождении
тока через электролит электрод, подключенный к положительному
342
полюсу (аноду), растворяется. При этом металл заготовки пере-
водится в ионное состояние и выносится проточным электролитом
из зоны обработки. В качестве электролита применяется водный
раствор хлористого натрия, прокачиваемый через весьма малый
межэлектродный зазор (0,1—0,5 мм) или другие реагенты. В про-
цессе обработки профиль инструмента копируется на детали.
Особенностью процесса является класс чистоты поверхности
(7—8) при высокой производительности, а также и то, что в про-
цессе работы электрод-инструмент не изнашивается.
Электрохимический способ находит широкое применение при
обработке пера турбинных лопаток, снятия заусенцев на шестер-
нях и других деталях. Внедрение электрохимического станка на
операции обработки лопаток газовых турбин длиной 80—150 мм
позволяет снизить время обработки одной лопатки до 18 мин вместо
4 ч. Внедрение станка для снятия заусенцев с шестерен позволяет
механизировать ручной труд, повышает производительность труда
в 2—3 раза, устраняет травмы, связанные с ручной зачисткой.
Механизация и автоматизация процессов электрических методов
обработки материалов. Троицким станкостроительным заводом выпус-
каются станки, которые характеризуются высокой степенью меха-
низации и автоматизации. Электроимпульсные станки мод. 4Б722
и 4723 имеют специальные отсчетные устройства, позволяющие на-
строить станки на полуавтоматический режим: при осуществлении
автоматической подачи и по достижении заданной глубины про-
шивки специальный прибор отводит головку станка в исходное
положение и отключает станок. Отличающиеся по конструкции, но
выполняющие ту же работу приборы установлены на ультразвуко-
вых станках. Датчики этих станков позволяют по достижении за-
данной глубины изменять давление инструмента на деталь, что
необходимо для предотвращения сколов, которые могут получиться
при выходе инструмента из хрупкой детали. Все без исключения
станки оснащены автоматическими регуляторами подач на электрон-
но-ионных лампах, магнитных или электромашинных усилителях.
На станках 4Б722 и 4723 установлены оптические отсчетные
микроскопы, позволяющие производить отсчет координатных пере-
мещений шпинделя с точностью до 0,01 мм. Станки комплектуются
оборудованием, приспособлениями и инструментом, необходимыми
для быстрого ввода станков в эксплуатацию.
Широкое внедрение электрических методов обработки дает еже-
годную экономию в десятки миллионов рублей, что во много раз пре-
вышает стоимость самих станков.
§ 5. РАСПИЛОВОЧНЫЕ СТАНКИ
Распиловочные станки предназначены для разрезки металлов на
заготовки. Распиловочные станки бывают различных конструкций.
Ножовочные станки. Эти станки предназначены для разрезки
заготовок различного сечения при максимальном диаметре 300 мм.
343
Заготовку / (рис. 178, а — в) устанавливают и укрепляют в тисках.
Отрезка заготовки производится ножовочным полотном, которое
крепится в пильной раме 2. С помощью электродвигателя и криво-
шипно-шатунного механизма 4 пильная рама 2 и рукав 3 осуществ-
ляют возвратно-поступательное движение. Рукав 3 получает также
движение и от гидропривода — быстрое опускание, периодическая
подача во время рабочего хода, небольшой подъем при обратном
холостом ходе и окончательный подъем рукава после окончания
отрезки. На рис. 178 6 представлена кинематическая схема ножо-
вочного станка.
Станки с дисковой пилой предназначены для разрезания загото-
вок различного профиля: круглого, квадратного, прямоугольного,
швеллерного и др. На станке можно разрезать круглый материал до
диаметра 240 мм. Эти станки (рис. 178, в) имеют диск-пилу диаметром
660 и 710 мм (станок мод. 866). Число оборотов данного диска-пилы
равно от 4,75 до 13,5 в минуту. Подача осуществляется с помощью
гидравлики. Быстрый подвод пилы происходит со скоростью 1 м/мин,
а быстрый отвод — 3 м!мин.
Ленточные пилы. Эти пилы по сравнению с дисковыми отли-
чаются большей производительностью, кроме того, с помощью таких
пил представляется возможным производить фигурное выпилива-
ние заготовок при незначительной ширине пропила. Подача мате-
риала в процессе резания осуществляется со скоростью от 38 до
344
320 ммIмин и более и зависит от механических свойств разре-
заемого материала.
Пилы трения предназначены для разрезки заготовок всевозмож-
ных профилей. Процесс резания заготовок пилами трения сводится
к тому, что тонкий стальной беззубый диск или лента при большой
скорости (до 140 м/сек) соприкасается с металлом. Металл от силь-
ного трения начинает оплавляться и выбрасывается из пропила
наружу. Диски и ленты трения изготовляются из мягкой малоугле-
родистой стали. Толщина дисков доходит до 2 мм.
Абразивная разрезка заготовок нашла применение в инстру-
ментальных и других цехах. Абразивная разрезка происходит там,
где пилы не в состоянии произвести разрезку, как, например,
отрезка ложного центра спирального сверла после его закалки и
шлифования, разрезка плашек и другие работы. Абразивные раз-
резные станки применяются также и в крупносерийном и массовом
производствах, где необходимо производить разрезку материалов,
которую невозможно произвести обычным способом из-за их твер-
дости. Применяемые абразивные диски для разрезки обычно выби-
раются на вулканитовой связке.
Глава XXI
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ СТАНКОВ
§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ СТАНОЧНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
ЛИНИИ
Автоматическая линия представляет собой ряд согласованно
работающих по принципу поточного производства, взаимосвязан-
ных и автоматически управляемых станков, контрольных механиз-
мов и транспортных устройств, с помощью которых осуществляется
обработка деталей по заранее заданному технологическому про-
цессу без участия рабочего.
Автоматическим станочным линиям предшествовали многопо-
зиционные станки-автоматы и многопозиционные агрегатные станки.
На данных станках можно выполнять несколько различных опера-
ций по обработке детали. В связи с тем, что сложность изготовляе-
мых деталей всегда связана с множеством операций, требуется и
более сложная конструкция многопозиционных станков-автоматов
и агрегатных станков. Это вызывает значительное удорожание их
изготовления, что экономически невыгодно, а поэтому возникла
необходимость перехода от многопозиционных станков к автомати-
ческим линиям. В автоматических линиях количество операций,
выполняемых при обработке, может быть значительным; оно за-
висит от конструкции детали и процесса ее обработки.
§ 2. ЗАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА
Одной из наиболее сложных задач при автоматизации производ-
ства является автоматизация загрузки станков. Применение авто-
матической загрузки металлорежущих станков превращает их в ав-
томаты, что обеспечивает повышение коэффициента их использова-
ния, облегчение труда рабочего, повышение производительности
труда и снижение себестоимости выпускаемой продукции. Кроме
того, это позволяет одному рабочему обслуживать несколько стан-
ков. Загрузочные устройства в зависимости от формы, вида и раз-
меров детали классифицируются следующим образом.
Загрузка станков металлом в виде свернутой в бунт проволоки
или ленты. Этот бунт надевается на катушку, свободный конец
его подводится к станку и закрепляется в нем. В процессе работы
проволока или лента с бунта разматывается под действием подачи,
осуществляемой станком, по мере изготовления детали.
346
Загрузка станков прутковым металлом через полый шпиндель
одношпиндельного или многошпиндельного токарных автоматов.
Обычно применяются прутки до 4 м длины. При изготовлении дета-
лей пруток автоматически подается до упора специальным подаю-
щим механизмом автомата. После того как пруток полностью израс-
ходован, рабочий вновь производит загрузку.
Загрузка станков штучными заготовками. В зависимости от
их внешней формы, размеров, конструкции питаемого станка и
Рис. 179. Схема загрузочных устройств
других факторов применяются три типа загрузочных устройств:
магазинные, бункерно-магазинные, бункерные.
Магазинные загрузочные устройства показаны на рис. 179, а.
Заготовки 5 помещаются вручную или стапелирующим (укладоч-
ным) механизмом в емкости в виде лотка 6, а из лотка с помощью
питателя 3, приводимого эксцентриком-кулачком 7, перемещаются
к месту обработки. Отсекатель 4 предназначен для удерживания
заготовок в лотке в момент перемещения питателя. Возвращение
питателя в первоначальное положение происходит с помощью пру-
жины 2.
Бункерно-магазинное загрузочное устройство (рис. 179, б)
отличается от магазинного тем, что имеет бункер 7, в котором сосре-
347
доточен запас заготовок. Все заготовки должны иметь определенную
ориентацию. Из бункера 7 с помощью подавателя 8 заготовки на-
правляются в лоток 6 и далее процесс заготовок идентичен магазин-
ному загрузочному устройству.
Бункерные устройства показаны на рис. 179, в. В бункер 7
запас заготовок засыпается навалом, при этом с помощью меха-
низма 8 заготовки поштучно направляются в лоток, а далее на-
правление движения заготовок осуществляется так же, как и в бун-
керно-магазинном загрузочном устройстве. В машиностроении
более распространены магазинные устройства. Это объясняется
тем, что обрабатываемые детали имеют сложные геометрические
формы, значительные размеры и вес. Применение их также зависит
от технико-экономических соображений, когда по масштабам про-
изводства нецелесообразно изготавливать сложные загрузочные
устройства.
Бункерные загрузочные устройства, как правило, следует при-
менять для заготовок простой геометрической формы, небольшого
веса и размеров. Выбор типа загрузочного устройства и целесо-
образность его применения, за исключением случаев, когда оно
обязательно по условиям безопасной работы, зависит от технико-
экономических соображений. Автоматические загрузочные устрой-
ства для штучных заготовок технически эффективны, если они:
1) содействуют полному использованию станка, на котором
они установлены, способствуют повышению производительности
труда и облегчают условия труда; 2) не вызывают повреждения
формы заготовок (деталей), их размеров и поверхности; 3) просты
по конструкции и состоят из минимального количества деталей при
небольшой их нормализации; 4) удобны в эксплуатации и дешевы
в изготовлении; 5) дают возможность легкой замены быстроизна-
шивающихся деталей устройства [24].
§ 3. ВИБРАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ОРИЕНТАЦИИ
Ориентация заготовок есть процесс их автоматического раз-
ворота в требуемое положение для дальнейшего транспортирова-
ния в последующих механизмах загрузочного устройства. Механизм
ориентации, получая заготовки в беспорядочном положении из
емкости, выдает их в накопитель строго ориентированными в про-
странстве. Широкое распространение в промышленности нашли
вибрационные механизмы ориентации. Эти механизмы ориентации
применяются для плоских, объемно-сплошных и полых заготовок
различной степени сложности.
На рис. 180 представлена схема принципа работы вибрацион-
ного механизма ориентации [24]. Пружина АО колеблется вокруг
точки О под действием электромагнита, который питается выпрям-
ленным пульсирующим током. В начальный момент после включе-
ния электромагнита ток в катушке возрастает, возрастает и тяговое
348
Рис 180. Принципиальная схема вибробункера
усилие электромагнита, под действием которого пружина АО вместе
с лотком перемещается по траектории АВ, т. е. лоток опускается
на величину/г' и перемещается назад на величину s. Время переме-
щения верхнего конца пружины из точки А в точку В соответст-
вует времени возрастания тока до максимума и равно г/4 периода.
Заготовка за этот период работы, в зависимости от величины уско-
рения по вертикали, может двигаться двояко.
1. Если вертикальная составляющая ускорения лотка / меньше,
чем ускорение свободно падающего тела q, то заготовка не будет
отделяться от лотка и ее перемещение в плоскости лотка, т. е. ее
относительная скорость, будет зависеть от силы трения заготовки
о лоток. При этом необходимо, чтобы горизонтальная составляю-
щая ускорения лотка д
была больше критиче-
ского jKp, которое опре-
деляет условие про-
скальзывания детали на
лотке. Следовательно,
при /< q; fa > jKP имеем
движение детали с про-
скальзыванием.
2. Если вертикаль-
ная составляющая уско-
рения лотка / больше,
чем ускорение свободно
падающего тела q, то
заготовка отделяется от
лотка и попадает на него
тогда, когда лоток начнет
свое движение вверх. В этом случае произойдет удар детали о лоток.
Таким образом, сообщенное заготовке некоторое количество кинети-
ческой энергии перемещает ее из точки С в точку Е по траектории
CDE. Чем больше разность / — q, тем сильнее удар и больше путь,
пройденный заготовкой за один цикл. Следовательно, при / — q >0
имеем движение заготовки в режиме с подбрасыванием. Оба режима
имеют свои преимущества и недостатки. Режим с проскальзыванием
обеспечивает довольно плавное движение заготовки, но уменьшает
скорость ее перемещения. Режим с подбрасыванием не обеспечивает
плавного перемещения заготовки, но скорость её движения довольно
высока. Следовательно, привод вибрационного бункера нужно
строить, исходя из конкретного его назначения. Для заготовок
сложных форм со сложной ориентацией необходимо обеспечить
плавное движение заготовок при их подходе к ориентирующему
порогу и при их ориентации. В этом случае следует делать привод,
работающий в режиме с проскальзыванием. Однако необходимо
скоростную его характеристику увязать с требуемой производи-
тельностью. Для заготовок простых форм без сложной ориентации,
349
но при высоких скоростях, необходимо использовать привод для
работы в режиме с подбрасыванием.
Рассмотрим, от каких факторов зависит работа конструкциипри-
вода в режиме с проскальзыванием и в режиме с подбрасыванием.
Время /, за которое лоток перемещается из положения /—I в поло-
жение II—II, есть величина постоянная и равна приблизительно
0,005 сек. Следовательно, для того чтобы обеспечить режим работы
Рис. 181. Вибробункер
с проскальзыванием, необходимо следующее условие Л', а
с подбрасыванием h >h', где
h^ —
п 2 .
Среднюю скорость движения заготовки по лотку можно рассчи-
тать по формуле
v — nfAKct
где f = 50 гц — частота; Кс — коэффициент скорости, равный при
режиме с проскальзыванием 0,6—0,7, а при режиме с подбрасыва-
нием 0,8—0,82; А — размах колебаний в направлении лотка.
Производительность вибрационного бункера рассчитывается по
формуле
350
конструктивных оформлений.
А
Рис. 182. Вибробункер с одним виб-
ратором конструкции Львовского по-
литехнического института
где v — скорость движения заготовок по лотку в мм/сек;
I — размер заготовки в направлении движения в мм;
К — коэффициент заполнения, учитывающий разрывы в потоке
заготовок, движущихся по лотку.
Вибрационные механизмы ориентации или, как их чаще назы-
вают, вибробункеры, имеют р
В качестве привода, сообщающего
колебания бункеру, используют-
ся вибраторы. Вибраторы бы-
вают электрические, дебаланс-
ные, пневматические и гидравли-
ческие. Наибольшее распростра-
нение получили электровибро-
бункеры.
Вибробункер с одним вибра-
тором. На рис. 181 показан элек-
тровибробункер конструкции
ВНИТИприбор. На массивном
основании 1 установлены и за-
креплены по окружности три
пружины 2. Вторые концы пру-
жин закреплены в бункере 5,
внутри которого имеются спи-
ральные лотки (на рис. 181 не
показаны). К основанию 1 по
окружности его прикреплены три
резиновые ножки. В центре осно-
вания установлен электромагнит
4, якорь 5 которого закреплен на
дне бункера. Электромагнит пи-
тается от сети переменного тока
с частотой 50 гц через селеновый
выпрямитель. Таким образом,
катушка электромагнита питает-
ся однополупериодным пульси-
рующим током. Загруженные в
бункер заготовки при включе-
нии тока в катушку электромаг-
нита получают 3000 крутильных
колебаний бункера по спирали, столько же колебаний в вертикаль-
ном направлении. В результате, заготовки перемещаются по спи-
ральному лотку и направляются в приемник механизма ориента-
ции. На рис. 182 показан вибробункер с одним вибратором, распо-
ложенным в центре, конструкции Львовского политехнического
института. Его отличие от рассмотренного выше механизма состоит
в исполнении привода. В целях виброизоляции привод механизма
установлен на витых цилиндрических пружинах 1. К основанию
351
плиты 2 крепится ось 5, входящая во втулку 4 с небольшим зазором.
Эта ось оставляет амортизированной системе две степени свободы:
перемещение по вертикали и вращение вокруг вертикальной оси.
Заготовки засыпаются в бункер 5. При включении тока в катушку
электромагнита осуществляется вибрация, в результате заготовки
будут перемещаться вверх по лотку 6 и поступать в приемник меха-
низма ориентации.
§ 4. ЗАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ПРИ ШЛИФОВАНИИ
ВРЕЗАНИЕМ
В зависимости от направления подачи шлифуемых заготовок
эти устройства разбиты на две группы [24]. К первой группе отно-
сятся устройства, подающие заготовки в направлении оси шлифо-
вального круга, а ко второй — устройства с подачей заготовок
в направлении, перпендикулярном
к оси круга. Первая группа раз-
бивается на устройства для стан-
ков, работающих по методу врез-
ного шлифования с использова-
нием профильного ведущего круга,
и на устройства с использованием
главного ведущего круга. Сущ-
ность способа врезного шлифова-
ния с использованием профиль-
ного круга заключается в том, что
ведущий круг в поперечном се-
чении выполнен с постоянным
увеличением радиуса-вектора по
архимедовой спирали в направле-
нии, обратном вращению круга.
Весь цикл шлифования, включая
загрузку заготовки и съем обра-
ботанной детали, осуществляется
Рис. 183. Бункерное загрузочное за один оборот ведущего круга,
устройство для ступенчатых валиков Для шлифования деталей, имею-
щих длину менее 80 мм, применяют
круги, которые имеют паз, врезанный вдоль оси круга. Этот паз
служит для удаления отшлифованных деталей (рис. 183). Для длин-
ных деталей и деталей со значительной разницей между диаметрами
ступеней круги делают без паза. В этом случае отшлифованные
детали удаляются специальным выталкивателем, возвращающим
их в сторону загрузки. На рис. 183 показано бункерное загрузочное
устройство. Заготовки в ориентированном положении загружаются
в бункер-магазин /. В корпусе бункера установлен ворошитель 2,
соединенный шарнирно со штоком пневматического цилиндра 3.
Ворошитель исключает сводообразование и способствует более
352
интенсивному перемещению заготовок. Из бункера заготовки посту-
пают в магазин 4, по которому под действием собственного веса
опускаются на опорный нож 5. Загрузку заготовок в рабочую зону,
т. е. между кругами, осуществляет питатель с пневматическим
приводом. Толкатель 6, укрепленный на штоке цилиндра 7, полу-
чившего команду от кулачка 5, закрепленного на планшайбе веду-
щего круга через золотник 9, выталкивает нижнюю лежащую на
ноже станка заготовку, передает ее в зону шлифования, а затем
возвращает в исходное положение. После окончания шлифования
деталь с ножа скатывается в паз круга, а толкатель в это же время
подает следующую заготовку, после чего цикл повторяется в опи-
санной последовательности. Производительность этим методом
шлифования по сравнению с обычным шлифованием на неавтома-
тизированном станке возрастает в 1,6—1,8 раза.
§ 5. ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАКАТНЫХ
СТАНКОВ С ПЛОСКИМИ ПЛАШКАМИ [25]
Накатные станки с плоскими плашками получили широкое
распространение для изготовления крепежных деталей — винтов,
Рис. 184. Схема загрузочного устройства для болтов
болтов и шпилек. На рис. 184 приведена схема загрузочного устрой-
ства для болтов. Накатываемые заготовки засыпаются в бункер /,
12 А. И. Лисовой 353
из которого при помощи шибера 2, совершающего от кривошип-
ного механизма возвратно-поступательное движение, передаются
в наклонно расположенный лоток 3, по которому перемещаются
под действием собственного веса. Неправильно ориентированные
заготовки сбрасываются вращающейся против часовой стрелки
звездочкой 4. В крайнем правом положении подвижной накатной
плашки 5, заготовки из лотка выталкиваются толкателем 6, который
получает возвратно-поступательное движение от кулачка станка.
Рис. 185, Схема лотков
При движении накатной плашки 5 вперед пластина 7 проталкивает
заготовку в промежуток между накатными плашками. Далее про-
исходит накатывание заготовки и ее сбрасывание в тару, после чего
процесс повторяется в описанной последовательности. В рассматри-
ваемом загрузочном устройстве для захвата и ориентации засыпан-
ных в бункер заготовок использовано возвратно-поступательное
движение шибера (ножа), однако могут быть применены и другие,
конструкции загрузочных устройств.
Лотки. Лотками называют направляющие и ориентирующие
устройства для самотечного или принудительного перемещения
заготовок (деталей). На рис. 185 показаны лотки прямые простые.
Они используются в качестве накопителей небольших емкостей и
межоперационных транспортных средств для передачи заготовок
от станка к станку. Они устанавливаются под различными углами.
Лотки бывают разных типов и выбор их зависит от формы, веса и
размеров детали.
§ 6. ТРАНСПОРТНЫЕ УСТРОЙСТВА
Транспортные устройства автоматической линии представляют
совокупность механизмов и машин, обеспечивающих передачу
объекта обработки с одной позиции линии на другую. Основным
механизмом транспортных устройств являются транспортеры. На-
ибольшее распространение в автоматических линиях получили ша-
говые транспортеры. Схема одного из них показана на рис. 186, а.
Штанга 1 совершает возвратно-поступательное перемещение. При
движении влево собачки 2 прижимаются деталями 3 и проскакивают,
354
после чего цикл повторяется. На рис. 186, б показан транспортер
с откидными флажками. Работа транспортера складывается из пе-
ремещения штанги 1 вперед, затем поворот ее вокруг оси на неко-
торый угол для отбрасывания флажков 2 и возврат их в исходное
положение. На рис. 186, в представлен грейферный транспортер.
Рабочая штанга 1 совершает поочередно два возвратно-поступатель-
ных движения в перпендикулярных направлениях, перемещая
Рис. 186. Схема транспортеров
деталь 3 жестко укрепленными флажками 2. Этот транспортер при-
меняется в тех случаях, когда нужно захватить деталь только с оп-
ределенной стороны и поднять его только вверх. На рис. 186, г
представлен рейнерный транспортер, который осуществляет захват
заготовки 1 при помощи шарнирного устройства 2, подъем ее и пере-
мещение на величину шага. На рис. 186, д показан толкающий тран-
спортер. Толкатель 1 действует непосредственно на деталь 2, пере-
мещая ее в горизонтальном направлении. На рис. 186, е представлен
цепной транспортер. Детали 1 при движении цепи 2 перемещаются
на необходимое расстояние. В автоматических линиях применяется
и ряд других конструкций транспортирующих устройств. На
рис. 191 показана схема транспортной системы автоматизированной
линии для обработки валов-роторов.
§ 7. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНОЧНЫХ
ЛИНИЙ
Система автоматических металлорежущих станков, связанных
автоматическими и транспортными устройствами и единой систе-
мой управления, называется автоматической линией. Автоматическая
линия состоит из станков-автоматов, автоматически передвигаю-
щегося транспортера, служащего для перемещения обрабатываемых
12* 355
деталей и возвращения приспособлений в исходное положение,
механизмов фиксации и зажима устройств для накопления и пита-
ния линий, механизмов для осуществления поворота обрабатывае-
мых деталей, если это необходимо по условиям обработки устройств
для очистки линии от стружки, аппаратуры управления автомати-
ческой линией. В зависимости от назначения автоматических ли-
ний, они бывают разнообразны по конструкторскому оформлению
и структуре. Автоматические линии классифицируются как по на-
личию и расположению загрузочно-бункерных устройств, так и по
принятой системе транспортирования заготовок. По наличию и рас-
положению загрузочно-бункерных устройств автоматические ли-
нии классифицируются на три основных типа: а) автоматические
линии, не имеющие бункерные устройства, являются прямоточными
(рис. 187, а). Обычно эти линии применяются для обработки круп-
ных деталей, как, например: коробки скоростей блока цилиндров
и др. Здесь обрабатываемую деталь устанавливает и закрепляет
356
/, 2, 3, 4 и 5 с автоматическим бун-
Рис. 188. Схема роторной линии
рабочий на транспортере или в приспособлении, далее с помощью
транспортера она перемещается последовательно с одной рабочей
позиции на другую на величину t расстояния между позициями
(/—5), на которых производится обработка детали. Снятие готовой
детали с транспортера может производиться автоматически или
вручную.
На рис. 187, б показана схема бункерно-прямоточной автома-
тической линии, а на рис. 187, в — схема поточной автоматической
линии с приемниками-накопителями, предназначенными для запа-
сов неполностью обработанных деталей. Эти станочные линии отли-
чаются от безбункерной тем, что вся линия делится на отдельные
участки, между которыми помещены промежуточные приемники-
накопители запасов не полностью обработанных деталей.
На рис. 187, г представлена схема бункерной автоматической
линии, состоящей из станков
керным питанием Б, свя-
занных автоматическими
транспортерами. К недо-
статку автоматических ли-
ний, не имеющих проме-
жуточных бункерных уст-
ройств, можно отнести то,
что при выходе из строя
одного из агрегатов вся
линия будет остановлена.
А при наличии бункерной
системы в автоматических
линиях при выходе из строя одного из агрегатов остальные участки
продолжают работать ввиду наличия запасов заготовок в проме-
жуточных бункерах.
На рис. 188 представлена принципиальная схема роторной
линии конструкции Л. Н. Кошкина. Она состоит из нескольких
роторов, на которых осуществляется технологический процесс
обработки заготовок. В этих линиях технологический процесс
делится на отдельные операции, каждая из которых осущест-
вляется на отдельном роторе. В зависимости от того, на сколь-
ко частей разделен технологический процесс обработки заго-
товки, выбирается количество роторов. В роторных линиях произ-
водится обработка заготовок непрерывным потоком. В первом ро-
торе выполняется операция по обработке заготовок, а затем заго-
товки передаются на второй ротор, где выполняется следующая
операция, и т. д., т. е. до тех пор пока заготовки не пройдут через
всю роторную линию. Основным преимуществом роторной линии
является большая производительность в связи с тем, что обработка
заготовок осуществляется в непрерывном потоке без остановки и
не зависит от продолжительности каждой- операции технологиче-
ского процесса.
357
§ 8. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ, СОСТАВЛЕННЫЕ
ИЗ УНИВЕРСАЛЬНЫХ СТАНКОВ
Эти автоматические линии создаются из обычных универсаль-
ных модернизованных станков на базе имеющегося на заводе обо-
рудования. Автоматические линии из универсальных станков раз-
нообразны как по назначению и типам применяемого оборудования,
так и по способу автоматизации станков. На Челябинском заводе
им. Колющенко построена автоматическая линия для обработки
чугунных канатных блоков (рис. 189, а), предназначенных для уста-
новки на дорожные машины. Общий вид автоматической линии
показан на рис. 189, б и она устроена следующим образом. Заготовка
блока 2 из загрузочной площадки 1 помещается в магазин 3. Но так
как магазин 3 наклонен к транспортеру 5, чтобы заготовки были
удержаны в магазине, применяется отсекатель 4. Передача заготовок
от станка к станку осуществляется с помощью транспортера 5,
совершающего возвратно-поступательное перемещение от пневмо-
цилиндра 6. Как только транспортер переместится влево, произойдет
нажим на рычажок отсекателя 4 и одна заготовка из магазина вы-
дается в гнездо I транспортера 5. При движении транспортера
вправо заготовка перемещается к первому револьверному станку
и с помощью механической руки 7 перемещается с транспортера
к патрону пневматического действия, в котором ее зажимают. На
револьверном станке производится предварительное растачивание
отверстия 0110 мм и снятие фаски. Блок зажимается за наружный
диаметр и базируется в патроне по торцу. После окончания
обработки первого блока транспортер перемещается в крайнее
левое положение, при этом в гнездо / транспортера 5 направляется
следующая заготовка, а обработанная заготовка на первом станке
с помощью механической руки 7 перемещается из патрона станка
и устанавливается в гнездо II транспортера 5. После этого транспор-
тер осуществляет перемещение вправо, подавая заготовку ко вто-
рому станку на позицию гнезда III. На втором токарном многорез-
цовом станке блок обтачивается по наружной поверхности до диа-
метра 264 мм, подрезаются торцы обода и ступица в размер 40 мм.
Заготовка в процессе обработки базируется по предварительно
обработанному отверстию на оправке с пневмоприводом. После
окончания обработки заготовки на втором станке с помощью меха-
нической руки заготовка устанавливается в гнездо III транспортера,
который находится в крайнем левом положении. При перемещении
транспортера вправо, заготовка направляется к третьему станку и
занимает позицию IV. На данном револьверном станке заготовка
закрепляется в трех кулачковом патроне пневматического действия,
и с помощью плавающей пластины осуществляется окончательная
расточка диаметра заготовки 110 мм. Затем готовая деталь с пози-
ции IV перемещается к наклонному лотку 11 и с помощью рычага 10
сбрасывается с транспортера в лоток. Управление автоматической
358
$264-4
3
Рис. 189. Автоматическая линия для обработки канатных блоков
линией осуществляется от пульта 12. Вал 8 связывает все три меха-
нические руки, и поворот их происходит одновременно от общего
силового привода 9 через реечно-шестеренчатую передачу.
§ 9. АВТОМАТИЧЕСКИЕ СТАНОЧНЫЕ ЛИНИИ ДЛЯ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВАЛОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
На рис. 190 представлена автоматическая линия по обработке
валов, состоящая из одного двухшпиндельного горизонтально-фре-
зерного станка /, на котором осуществляется фрезерование торцов
вала одновременно с двух сторон, двухшпиндельного центровоч-
ного станка 2 для центрования отверстий вала с двух сторон,
токарно-многорезцового автомата 3, на котором заготовка устанав-
ливается в центрах станка с помощью перегружателя и зажимается
цанговым патроном. Затем приводятся в движение суппорты —
продольный производит обработку ступенчатого профиля вала, а
поперечный осуществляет подрезку торцов. После обработки вал
перемещается на второй токарный многорезцовый автомат 4, на
котором обрабатывается второй конец вала, имея те же движения
суппортов, как и на станке 3. Перемещение заготовок вдоль авто-
матической линии происходит вне рабочей зоны с помощью шаго-
вого транспортера. На рис. 191 представлена схема транспортной
системы автоматической линии для обработки валов. Заготовки
из магазина-накопителя поступают на призматический лоток 1.
Штанга 2 под действием поршня 3 гидроцилиндра совершает между
роликами 5 возвратно-поступательное перемещение. Откидные
собачки 6 захватывают заготовку и перемещают ее на следующую
позицию для обработки. При обратном движении штанги 2 собачки
утапливаются и свободно проходят над заготовками. Для осущест-
вления подъема и перемещения заготовки в зону ее обработки
служит гидравлический цилиндр 11. При перемещении поршня
цилиндра 11, а следовательно и штока, конец которого соединен
с рейкой, происходит вращение зубчатого колеса 10 вала 9, затем
зубчатого колеса 8 и перемещение рейки перегружателя 7. Этот
перегружатель снимает заготовку с лотка 1 и направляет в зону
обработки 4 и после фиксации заготовки возвращается в исходное
положение. Токарные многорезцовые автоматы снабжены автома-
тическими подналадчиками.
§ 10. ЗАВОД-АВТОМАТ ПО ПРОИЗВОДСТВУ ПОРШНЕЙ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Значительным достижением советской техники является созда-
ние комплексной автоматизации технологического процесса изго-
товления автомобильных поршней. Коллективом ЭНИМСа была
спроектирована автоматическая линия производства автомобиль-
ных поршней, получивших название «Автоматический завод порш-
360
3
4
Рис. 190. Автоматическая линия по обработке валов роторов:
— технологический процесс обработки; б — автоматическая линия
Рис. 19]. Схема транспортной си-
стемы автоматизированной линии
по обработке валов роторов
ней». Технологический процесс изготовления алюминиевых порш-
ней автомобильных двигателей на заводе-автомате происходит
следующим образом. Алюминиевая чушка 1 (рис. 192) загружается
на транспортер, который автоматически приводится в движение
по мере расхода жидкого алюминия в электрической печи 2, Из
печи расплавленный металл через дозатор заливается в кокили,
которые установлены на многопозиционной литейной машине 3.
Затем на станке 4 производится отрезка литников, после чего заго-
товки поршней загружаются в контейнеры 5, направляются в тон-
нельную печь 6 для термической обработки (отпуска). В этой печи
заготовки поршней находятся 5,5 ч. Из печи заготовки поршней
попадают в автоматический бункер 7, после чего контейнеры авто-
матически разгружаются, и в позиции 8 происходит возврат кон-
тейнеров в исходное положение 5. Бункер 7 предназначен для
накопления заготовок поршней на случай - остановки литейного
участка. Из бункера 7 заготовки поршней направляются на механи-
ческий участок 9, где вначале производят обработку базовых по-
верхностей — обработка отверстий, подрезка торца юбки и снятие
фаски. После этого каждый поршень устанавливается на приспособ-
ление-спутник и вместе с ним подается в зону механической обра-
ботки. На станке 10 производится черновая росточка и зацентровка,
на станке 11 осуществляется черновое обтачивание поршня, на
станке 12 — фрезерование горизонтальной прорези, на станке 13 —
сверление смазочных отверстий. Затем на автомате 14 — чистовое
обтачивание поршня, на станке 15 происходит разрезка юбки и
срезание центровой бабышки, на станке 16 — подгонка поршня
по весу. После этого идут финишные процессы обработки поршня.
На станке 17 производится окончательное шлифование поршня,
затем в моечной машине 18 производится его мойка. Из моечной ма-
шины поршни направляются в автоматический бункер 19. Из бун-
кера 19 поршень направляется на станок 20, где осуществляется
чистовая расточка и развертывание отверстий под поршневой палец,
а также расточка стопорных канавок. После этой операции поршни
поступают на окончательную мойку 21 и далее на контрольный ав-
томат 22, где производится контроль диаметров и конусности юбки
и сортировка поршней на разные группы. На позиции 23 осуществ-
ляется контроль формы и размеров отверстий под палец и сортировка
на размерные группы. На позиции 24 происходит консервация пор-
шня, затем на позиции 25 завертывание в пергамент и на позиции 26
осуществляется комплектование поршней, изготовление коробок
и заклейка коробок с готовой продукцией. В связи с тем, что отдель-
ные технологические операции изготовления поршней различны
по затрачиваемому времени, поэтому для создания синхронности
работы линии имеются дополнительные рабочие позиции. Кроме
основных транспортеров, на заводе применяется также и ряд мани-
пуляторов, как, например, между автоматом отрезки литников 4
и термической печью 6. Завод-автомат обслуживается шестью one-
362
Рис. 192. Автоматический завод поршней
рэторами и двенадцатью наладчиками. Fla заводе значительно повы-
силась производительность труда и улучшилось качество выпускае-
мой продукции в результате стабильности технологического про-
цесса обработки поршней.
§ 11. НАЛАДКА АТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Метод установки и проверка сборки станков и механизмов ав-
томатической линии. Вначале необходимо отладить и проверить
собранные позиционные станки и механизмы, которые являются
составной частью автоматической линии. После проверки оборудова-
ния устанавливают позиционные станки на расстоянии, равном шагу
транспортера. Затем монтируют гидроприводы, блоки транспорте-
ров, столы подъема и опускания, насосные станции для подачи
смазочно-охлаждающей жидкости на режущий инструмент и смыва
стружки. После этого собирают транспортеры подачи и возврата,
затем собирают гидроцилиндры транспортеров, трубопроводы, а
также монтируют силовую электропроводку для приведения в дей-
ствие механизмов по удалению стружки и промывки спутника вместе
с деталью в специальных камерах. После сборки автоматическую
линию проверяют на точность. Вначале проверяют позиционные
станки. Необходимо, чтобы горизонтальные планки столов находи-
лись в одной плоскости, при этом отклонение не должно превышать
1 мм на всей длине. Также и боковые поверхности направляющих
должны находиться в одной плоскости. Их отклонение допускается
в 0,5 мм на всей длине. Расстояние между осями пальцев, фикси-
рующих положение спутников на рабочих позициях, должно соот:
ветствовать наладочному чертежу с допуском ±0,5 мм. Гидро-
цилиндры транспортеров подачи и возврата при их установке
должны быть параллельны и не превышать отклонения 0,5 мм на
всей длине. Направляющие планки транспортерного устройства
должны соответствовать движению спутника от начала до конца
линии с обеспечением плавности движения. В процессе сборки и
регулирования должно быть обеспечено свободное перемещение
спутников со столов подъема на направляющие планки, а затем на
стол опускания. На правильность установки проверяют также тран-
спортер подачи и возврата в исходном и конечном положениях.
Наладка автоматической линии. Прежде всего необходимо
произвести наладку отдельных станков данной автоматической
линии, а затем приступить к общей наладке всей линии. Силовые
головки почти всегда являются неотъемлемой частью автоматиче-
ской линии, а поэтому вначале приступают к их наладке. Чтобы
наладить силовую головку, необходимо на стол фиксации и зажима
установить спутник с эталонной деталью. В шпиндель силовой
головки вставляют контрольную оправку. Затем подводят силовую
головку вместе с оправкой к эталонной детали так, чтобы ось оп-
равки совпала с осью отверстия в эталонной детали. Если в про-
364
цессе проверки имеется отклонение, необходимо шабрить или шли-
фовать промежуточную плиту, сдвигать головку, колонну и стол
фиксации и зажима. В связи с тем, что получаемые силовые головки
от заводов-поставщиков изготовляют с точностью, оговоренной
в особых условиях заказчиком, проверяют головки только на
точность их расположения относительно плоскости основания,
на которой они движутся или крепятся. Допустимые отклонения
при установке и проверке головок почти соответствуют, а в неко-
торых случаях и совпадают с проверкой на точность станков-авто-
матов и полуавтоматов.
Наладка механизмов. Силовые головки налаживают по техно-
логическим и наладочным картам и по циклограммам. В наладку
силовой головки входит: настройка чисел оборотов шпинделя,
настройка рабочих подач, быстрый отвод и подвод, проверка нала-
женного цикла. При наладке верхнего и нижнего гидротранспорте-
ров устанавливают жесткие упоры электро-, пневмо- и гидропере-
ключатели. От размещения упоров зависит величина шага. Кроме
того, необходимо отрегулировать давление в цилиндрах. При вклю-
чении транспортер должен работать плавно без ударов, время
срабатывания механизмов не должно превышать времени, указан-
ного в циклограмме. Для наладки длины хода стола, подъема и опу-
скания необходимо регулировать ограничительные гайки на штан-
гах стола и установить упоры управления столами. Для осуществ-
ления наладки стола фиксации и зажима спутников необходимо
настроить упоры стола, отрегулировать усилие гидро- и пневмо-
цилиндров зажима, произвести регулирование тормоза и наладку
упоров электроблокировки. Время, отведенное по циклограмме на
фиксацию и зажим стола, должно быть идентично действительно
затраченному на эти процессы времени. Наладка системы подачи
смазочно-охлаждающей жидкости сводится к тому, чтобы количество
ее истечения и угол подачи соответствовал эксплуатационным тре-
бованиям. В системе управления автоматической линией наладке
подлежат: наладочные пульты, главный пульт, пульт сигнализа-
ции неисправностей, проверка аварийных кнопок и средств авто-
матики. После наладки всех агрегатов автоматической линии про-
веряют работу силовых головок, определяют число оборотов шпин-
деля с помощью тахометра, рабочей подачи, ускоренного отвода и
подвода, а также продолжительности рабочего цикла. Кроме того,
осуществляется проверка работы гидротранспортера (шаг хода
транспортера и время хода транспортера вперед). Нельзя допускать,
чтобы смазочно-охлаждающая жидкость попадала на электрообо-
рудование автоматической линии.
Предъявляемые требования к инструментам и их зажимным
устройствам при наладке автоматических линий. На автоматичес-
кой линии технологический процесс обработки заготовок ведется
одновременно на многих позициях. Для возможности перехода за-
готовки из одной позиции в другую необходимо, чтобы обработка
365
заготовок на всех позициях автоматической линии была закончена
и инструменты отошли в исходное положение. Выбор технологиче-
ского процесса обработки заготовки на каждой позиции автоматиче-
ской линии имеет существенное значение. Продолжительность об-
работки на всех позициях должна быть одинакова:
— ^2 — G — • • • — п ^jjj
i
где 4, — продолжительность обработки заготовки на пози-
циях линии;
п — число позиций.
Если же одна из операций будет более длительной, тогда необ-
ходимо эту операцию разделить на две и более позиций, если это
не регламентируется техноло-
гическими соображениями.
Другое условие выбора техно-
логического процесса обра-
ботки заготовок на автомати-
ческих линиях состоит в том,
чтобы инструменты, приме-
няемые при обработке заго-
товки, были наиболее про-
стыми, с высокой режущей и
размерной стойкостью, требо-
вали минимального времени
для наладки и по возможно-
сти были нормализованы. Все
вышеизложенное диктуется
также и экономическим сооб-
ражением. К режущему инст-
рументу, применяемому на ав-
томатических линиях, предъ-
являются следующие требова-
Рис. 193. Схема подналадки при бесцент- ния: 1) высокая режущая и
ровом шлифовании размерная стойкость; 2) быст-
рая смена и установка; 3) быст-
рое регулирование; 4) надежное измельчение стружки. Без надежного
измельчения стружки невозможно ее убирать и транспортировать.
Чтобы восстановить работоспособность режущего инструмента, по-
терявшего размер, необходимо при минимальной затрате времени
произвести это вручную или с помощью автоподналадчика. Смена
инструмента не должна занимать много времени. Для быстрой смены
инструментов применяются специальные зажимные устройства,
в которых инструмент закрепляется вне станка. Замена такого
инструмента сводится к легко осуществимой смене и закреплению
зажимного устройства. Применяются также бесподналадочные
366
державки, измерительные инструменты и микрометрические устрой-
ства. Наиболее действенным средством для снижения времени тех-
нического обслуживания и повышения качества выпускаемых
деталей является автоматическое регулирование технологического
процесса, которое основано на принципе активного контроля. Для
примера рассмотрим схему подналадки при бесцентровом шлифо-
вании заготовок. Бесцентрово-шлифовальные станки часто занимают
одну из позиций в автоматической линии. На рис. 193 представлена
схема бесцентрового шлифования цилиндрических роликов на кру-
глошлифовальном станке с помощью автоподналадчика. Заготовки 2
помещаются в магазин /. С помощью диска с? заготовки подводятся
к шлифовальному кругу 4. После снятия припуска деталь направ-
ляется к толкателю 5, с помощью которого она перемещается под
плоским измерительным стержнем 6, имеющим на втором конце
электроконтакт 7. При износе круга детали получаются с увеличен-
ным диаметром. Детали, проходя под измерительным стержнем 69
приподнимают его вверх, и электроконтакт 7 замыкается с электро-
контактом 5, вследствие чего поступит команда на подналадку шли-
фовального круга, т. е. на перемещение его в сторону обрабатывае-
мой детали.
§ 12. ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
В процессе эксплуатации автоматических линий особое внима-
ние необходимо уделять профилактическому осмотру и ремонту,
систематически контролировать работу смазочной аппаратуры,
следить за работой ответственных узлов и механизмов. Кроме того,
своевременно менять режущий инструмент, так как несвоевремен-
ная смена инструмента вызывает дополнительные силы при резании,
а следовательно, происходит ускоренный износ деталей и механиз-
мов автоматической линии. В процессе работы автоматической ли-
нии могут возникнуть следующие неполадки:
1. Ненадежная фиксация спутников. Причиной этой неполадки
может быть то, что спутник имеет плохую защиту от стружки и
грязи или имеет место большая утечка масла из гидроцилиндра.
Для устранения этих причин необходимо увеличить смыв стружки
и грязи смазочно-охлаждающей жидкостью и устранить утечку
масла заменой уплотнения в соединениях.
2. Прекращение работы гидропривода. В этом случае возможны
засорение золотников гидропанелей, недостаточная герметичность
узлов или выход из строя насоса из-за срабатывания лопаток. Для
устранения этих причин необходимо прочистить каналы и золот-
ники, произвести замену уплотнения или заменить насос.
3. Отказ в работе гидроцилиндров. В этом случае возможно пло-
хое резиновое уплотнение у штока и поршня или неточная поверх-
ность обработки гидроцилиндра. Для устранения этой неполадки
необходимо заменить резиновые уплотнения.
Глава XXII
МОДЕРНИЗАЦИЯ СТАНКОВ
§ 1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ МОДЕРНИЗАЦИИ СТАНКОВ
Модернизация металлорежущих станков осуществляется с целью
повышения их производительности и улучшения качества изготов-
ляемых деталей.
Модернизацией металлорежущих, станков называется частичное
конструктивное изменение и усовершенствование устаревших моде-
лей металлорежущих станков, находящихся в эксплуатации, с целью
приближения их общего технического уровня к уровню современ-
ных моделей.
В зависимости от технического направления различают два
вида модернизации: общетехническую и технологическую.
Общетехническая — способствующая улучшению технического
состояния находящихся в эксплуатации металлорежущих станков
с целью приведения их технических и эксплуатационных характе-
ристик в соответствие с характеристиками наиболее прогрессивных
металлорежущих станков аналогичного применения.
Технологическая — направленная на оснащение металлорежу-
щих станков различными устройствами, механизмами и приспособ-
лениями, на изменение конструкций для решения определенных
технологических задач производства, внедрение прогрессивных
технологических процессов, автоматизации оборудования, приме-
нение активного контроля при изготовлении деталей и т. д. В зави-
симости от объема выполняемых работ модернизация бывает ком-
плексной или частичной. В процессе модернизации оборудования
определяются: сокращение машинного и вспомогательного времени;
комплексная автоматизация технологических процессов обработки,
специализация, расширение технологических возможностей станка;
повышение точности, надежности и долговечности; улучшение усло-
вий труда и повышение безопасности работы.
Сокращение машинного времени может быть достигнуто путем
повышения быстроходности, мощности и виброустойчивости метал-
лорежущих станков, а также путем применения режущего инстру-
мента, изготовленного из высокостойких режущих материалов и
имеющего усовершенствованную геометрию режущей части. Одним
из ощутимых факторов сокращения машинного времени является
повышение быстроходности станков вследствие увеличения диа-
368
метра ведущего шкива, изменения передаточных отношений зубча-
тых колес коробок скоростей, применения электродвигателей с по-
вышенным числом оборотов и мощности. Чтобы обеспечить пере-
дачу повышенной мощности, необходимо плоские ремни заменить
клиновыми, установить электродвигатель, применяя постоянное
натяжение ремня и т. д. Станки, работающие на повышенных ско-
ростях, должны обладать большой устойчивостью, так как при
этом увеличиваются центробежные силы от неуравновешенности
вращающихся деталей, повышаются силы ударов, вызываемые не-
точностью изготовления и сборки станка, в связи с чем возникает
опасность резонанса колебаний. Увеличения контактной жесткости
необходимо добиваться в результате повышения чистоты и формы
соприкасающихся поверхностей, создания предварительного натяга
в отдельных соединениях, уменьшения числа стыков. Кроме того,
проверяется и соответствие существующего фундамента и т. д.
Одним из важных факторов уменьшения машинного времени
является модернизация с целью совмещения операций или пере-
ходов, выполнявшихся ранее последовательно на одном или на
разных станках. Модернизация выполняется: 1) совмещением опе-
раций для одновременной обработки нескольких поверхностей,
для чего на станке устанавливается многорезцовая наладка, или
одновременной обработкой нескольких заготовок, как это бывает
при непрерывном фрезеровании на круглом столе, обработкой много-
шпиндельными сверлильными головками и т. д.; 2) объединением
операций для выполнения на одном станке нескольких операций и
переходов (обработка втулки на револьверном станке).
Сокращение вспомогательного времени и комплексная автома-
тизация технологических процессов обработки. Дальнейшее повы-
шение режимов резания не дает ощутимого повышения произво-
дительности. Поэтому модернизация металлорежущих станков
должна обеспечить сокращение времени, затрачиваемого на вспомо-
гательные операции. Сокращение времени достигается путем меха-
низации отдельных переходов, выполняемых вручную, например,
зажим заготовок, отвод и подвод режущего инструмента, измере-
ние деталей при их обработке, а также в результате автоматизации
цикла обработки. Для автоматизации управления станком приме-
няют отсчетные устройства, продольные и поперечные упоры,
механизмы включения подачи, быстрого подвода и отвода инстру-
ментов и т. д. В качестве указателей хода суппортов, столов и дру-
гих механизмов применяют лимбы повышенной точности с оптиче-
ским устройством, при этом точность показания значительно повы-
шена— от 0,1 до 0,005 мм. Ограничения величины перемещений
рабочих органов станка обеспечиваются применением упоров.
В процессе работы стол или суппорт наталкивается на упор, стол
или другие двигающиеся механизмы останавливаются. Для более
точной установки упоров применяют индикатор, при этом точность
перемещения по упорам достигается 0,05—0,005 мм. Для осуще-
369
ствления автоматизации контроля изготовляемых деталей в метал-
лорежущие станки встраивают контрольно-измерительные приборы.
Эти приборы при измерении детали, достигшей в процессе обработки
заданного размера, подают команду на механизм управления стан-
ком, режущие инструменты отводятся от детали и станок оста-
навливается. При автоматизации достигается сокращение вспомо-
гательного времени, которое на автоматизированных станках
является временем холостых ходов, этим создаются условия для
внедрения многостаночного обслуживания. С расширением техно-
логических возможностей модернизируемый станок приспосабли-
вают для выполнения более широкого круга работ в пределах его
основного назначения или для выполнения работ, которые на нем
раньше не производились.
Специализация станка. В условиях крупносерийного или мас-
сового производства, когда на станке выполняется одна и та же
операция или несколько однотипных операций, модернизируемый
станок целесообразно специализировать для выполнения операций,
закрепленных за данным станком.
Повышение точности, улучшение условий эксплуатации и повы-
шение безопасности работы станка. После модернизации станка точ-
ность его работы должна быть выше первоначальной точности
станков данной модели. Необходимость в модернизации этого рода
возникает в тех случаях, когда требования к точности обработки
не могут быть удовлетворены при использовании имеющегося
оборудования. Улучшение условий эксплуатации станка объеди-
няет все мероприятия, направленные на снижение расходов на
вспомогательное обслуживание и материалы, на текущий и капи-
тальный ремонты модернизируемых станков. Любая модернизация
станка должна обеспечить безопасность работающего на станке и
людей, находящихся вблизи станка. Кроме того, модернизацию
металлорежущих станков проводят с целью повышения безопас-
ности работы путем создания специальных стружколомательных
механизмов, пылеулавливающих устройств, вентиляционных уста-
новок, отражательных экранов и т. д.
§ 2. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ
В целях снижения затрат на модернизацию станков и достиже-
ния наибольшего экономического и конструктивного эффекта
Экспериментальным научно-исследовательским институтом металло-
режущих станков (ЭНИМС) при содействии заводов станкострои-
тельной промышленности разработаны типовые проекты модерни-
зации ранее выпущенных металлорежущих станков. Для сокраще-
ния простоев станка в ремонте необходимо производить модерни-
зацию металлорежущих станков в сроки, отведенные для среднего
и капитального ремонтов. При разработке проектов модернизации
металлорежущих станков следует произвести расчет, который дад
370
бы возможность установить экономическую эффективность модер-
низации. Одним из основных показателей экономической эффек-
тивности модернизации металлорежущих станков является повы-
шение производительности труда. Рост производительности труда
модернизированных металлорежущих станков может быть опреде-
лен по следующей формуле:
is ________J______
А аКгК2 + ЬКз + с 9
где а — доля машинного времени в общем времени работы до
модернизации станка;
b — доля вспомогательного времени в общем времени работ
до модернизации;
с — доля общего времени работы станка, которое в резуль-
тате модернизации совсем не изменяется (подготовительно-
заключительное время, обслуживание рабочего места
и др.);
— коэффициент сокращения затрат машинного времени пу-
тем увеличения скорости резания;
К2 — коэффициент сокращения машинного времени путем
увеличения подач;
Кз — коэффициент сокращения вспомогательного времени после
проведения модернизации.
Таблица 19
Значение коэффициентов а, b и с, характеризующих доли времени до
модернизации станка
Станки Тип производства Значение коэффициента
а ь с
Универсальные то- Единичное 0,2 0,3 0,5
карные Мелкосерийное 0,4 0,3 0.3
Крупносерийное 0,5 0,2 0,3
Токарно-револьвер- Мелкосерийное 0,4 0,3 0,3
ные Крупносерийное 0,6 0,3 0,2
Массовое 0,7 0,2 0,1
Консольно-фрезер- ные Серийное 0,4 0,4 0,2
Вертикаль но-свер- Мелкосерийное 0,5 0,3 0,2
лильные Крупносерийное 0,6 0,2 0,2
Массовое 0,7 0,2 0,2
Круглошлифоваль- Мелкосерийное 0,5 0,3 0,2
ные Крупносерийное 0,6 0,3 0,1
Массовое 0,7 0,2 0,1
371
Таблица 20
Значение коэффициентов Ki, /С2 и К3, характеризующих степень сокращения
затрат машинного и вспомогательного времени в результате модернизации
станка
Коэф- фициент Значение коэффициентов для станков
универсаль- но-токарных токарно- револьвер- ных консольно- фрезерных вертильно- сверлиль- ных кругло-шли- фовальных зуборез- ных
К1 0.5-0,7 0,6-0,8 0,4-0,6 0,7-0,8 0,6 0,7-1,0
Кг 0,6-0,8 0,8-1,0 0,5-0,7 0,4-0,6 1,0 0,4-0,5
Кз 0,6 0,8* б,5-0,7 0,5-0,7 0,4-0,6 0,8
Значения a, b и с, характеризующие доли времени, выбираются
из табл. 19. Коэффициенты /Сг, Лз, характеризующие степень
сокращения затрат машинного и вспомогательного времени в ре-
зультате модернизации станка, приведены в табл. 20. При опреде-
лении экономической эффективности от модернизации с помощью
ценностных измерителей расчет производят с учетом обусловленных
модернизацией изменений по отдельным статьям производственных
издержек, заработной платы, затрат на материалы и инструменты,
электроэнергию и т. д.
§ 3. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОХОДНОСТИ
И МОЩНОСТИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Возможные варианты модернизации привода станков с точки
зрения их быстроходности и мощности представлены ниже. Привод
станка состоит из электродвигателя, а также из одной или несколь-
ких постоянных передач, являющихся промежуточным звеном между
электродвигателем и коробкой скоростей. Кроме того, имеются
электродвигатели, встроенные в коробку скоростей, через которую
движение передается на шпиндель, тогда постоянные передачи
отсутствуют. Быстроходность шпинделя можно повысить путем
изменения передаточного отношения постоянной передачи, напри-
мер, увеличения диаметра ведущего шкива или увеличения по-
стоянного передаточного отношения, связывающих коробку ско-
ростей со шпинделем (рис. 194). В последнем случае увеличение
мощности электродвигателя вызовет соответствующее увеличение
нагрузок, приложенных к элементам привода, что может быть до-
пущено только при наличии запаса прочности. При повышении
быстроходности путем изменения передаточного отношения между
электродвигателем и коробкой скоростей повышается скорость всех
элементов привода. Однако при прямом пропорциональном повы-
шении быстроходности и мощности неизмененными остаются только
статические нагрузки, динамические же нагрузки, связанные со
скоростями элементов привода, значительно возрастают. Так как
372
суммарные нагрузки, которые можно приложить к элементам при-
вода, ограничиваются прочностью этих элементов, то при отсут-
ствии запасов прочности и повышении быстроходности привода,
вследствие возрастания динамических нагрузок, приходится умень-
шать рабочие нагрузки. Поэтому при повышении быстроходности
привода мощность электродвигателя нельзя повысить в той же
Рис. 194. Схемы модернизации привода:
а, б — увеличение передаточных отношений первой постоянной пере-
дачи; в —- увеличение передаточных отношений за счет последней
постоянной передачи; г — совместное увеличение передаточных отно-
шений обеих постоянных передач
степени, что и быстроходность. Более того, при значительном повы-
шении быстроходности динамические нагрузки возрастают на-
столько, что мощность электродвигателя во избежание разрушения
элементов привода должна быть понижена. Одним из факторов,
влияющих на увеличение мощности и быстроходности, является
долговечность работы элементов привода, так как увеличение
быстроходности и мощности привода приводит к увеличению числа
циклов нагружений в единицу времени, а следовательно, и к со-
кращению срока службы деталей станка. К деталям, подвергаю-
щимся быстрому износу, относятся зубчатые колеса. Валы и под-
шипники качения изнашиваются меньше. Повышение быстроход-
ности также регламентируется подшипниками скольжения шпин-
373
деля. Для выявления возможных пределов повышения быстроход-
ности и мощности при модернизации необходимо тщательное иссле-
дование условий работы всех элементов привода, особенно зубчатых
колес, которые являются наиболее слабым звеном.
§ 4. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ
И ВИБРОУСТОЙЧИВОСТИ УЗЛОВ И СТАНКОВ
Качество обрабатываемой детали зависит от жесткости и вибро-
устойчивости системы станок — приспособление — инструмент —
деталь. С повышением жесткости системы возможно повышение
режимов резания, что способствует повышению производитель-
ности. Под жесткостью тела или системы тел подразумевают их
способность Сопротивляться упругим перемещениям при действии
приложенной к ним нагрузки. Чем меньше величина перемещений
при прочих равных условиях, тем выше жесткость. Жесткостью
называется отношение силы к величине перемещения в направлении
действия силы. В металлорежущих станках жесткость системы
определяется отношением радиальной составляющей Ру силы реза-
ния к смещению главной режущей кромки инструмента А относи-
тельно обрабатываемой детали, отсчитываемому в том же напра-
влении:
где Ру — приложенная сила в кГ;
у — упругое перемещение в направлении действия силы в лд.
Величина, обратная жесткости, называется податливостью.
При недостаточной жесткости системы станок — приспособление —
инструмент — деталь положение главной режущей кромки инстру-
мента в процессе резания будет смещаться, следовательно, будет
изменяться и форма обрабатываемой поверхности детали. Измене-
ние формы обрабатываемой поверхности приводит к браку. Недо-
статочная жесткость системы станок — приспособление — инстру-
мент — деталь может привести к возникновению вибраций станка.
Вибрации являются причиной нарушения правильности работы
станка, преждевременного выхода из строя режущего инструмента
и ухудшения качества обрабатываемой поверхности. При возникших
вибрациях на станке нельзя обрабатывать деталь с намеченной
скоростью резания. Причины возникновения вибраций на сганке
могут не зависеть от процесса резания. К ним относятся: колебания,
передаваемые соседними станками и агрегатами, вызванные в про-
цессе работы неверно сшитыми ременными передачами, некаче-
ственная обработка зубчатых передач, неравномерный припуск на
обрабатываемую деталь, недостаточно отбалансированные быстро-
вращающиеся части станка, прерывистое резание и т. д. В выше-
перечисленных случаях возникают вынужденные колебания, так
374
как здесь имеют место возмущающие силы. Эти силы и подлежат
расчету на основе общей теории колебания. Однако, помимо этого,
вибрации могут возникать в процессе работы на исправном станке
при хорошем инструменте и жесткой системе станок — приспособ-
ление — инструмент — деталь, т. е. в данном случае возникает
автоколебательный процесс. Этот процесс характеризуется появле-
нием устойчивых колебаний при отсутствии возмущающих сил.
На рис. 195 представлена схема, поясняющая возникновение одного
из видов автоколебаний. На ленте 2 установлено тело 4, которое
удерживается пружиной 3, закрепленной на неподвижной опоре.
При вращении шкива I лента приходит во вращение и под действием
силы трения тело 4 начинает перемещаться вправо, растягивая
пружину 3 до тех пор, пока эти силы не уравновесятся и лента будет
проскальзывать. С увеличением скорости перемещения ленты уве-
личивается и скорость
скольжения, а следова-
тельно, происходит паде-
ние коэффициента тре-
ния, а также и силы
трения. Под действием
упругой силы пружины 3
тело 4 начнет двигаться
в обратном направлении,
при этом увеличивается
скорость скольжения и
происходит падение силы Рис- 195- Схемы автоколебательной системы
трения. Когда упругая
сила пружины станет равной нулю, тело продолжает двигаться влево
вследствие приобретенной кинематической энергии, при этом тело
сжимает пружину 3 до тех пор, пока запас кинематической энергии
не будет израсходован и скорость тела будет равна нулю. Дальнейшее
движение тела 4 будет происходить под действием потенциальной
энергии пружины 3. Следовательно, под действием пружины тело 4
будет перемещаться вместе с лентой в одном направлении и описан-
ный выше процесс повторится. Таким образом, тело 4 будет совер-
шать устойчивые колебания при отсутствии внешней возмущающей
силы. В связи с этим автоколебания могут возникнуть при увели-
чении скорости резания, в результате чего происходит уменьшение
силы трения резца о стружку; переменности площади сечения
стружки и углов резания из-за волн на поверхности резания от
предыдущего оборота и ряда других воздействий. Жесткость обра-
батываемой детали рассчитывается по формулам сопротивления
материалов. В зависимости от сечения заготовки, ее закрепления
в станке, а также приложения силы резания выбирают соответ-
ствующие формулы. Прогибы резцов при наружном точении оказы-
вают незначительное влияние на точность обработки заготовки.
При растачивании отверстий прогибы оказывают значительное
375
влияние на точность обработки. Трехкулачковые патроны, приме-
няемые на станках, не обладают высокой жесткостью. Жесткость
центров значительно повышается, если их конструкция имеет малый
вылет либо они встроены в пиноль задней бабки. Жесткость станка
определяется по формуле
1 1
lc Icyn
*-т(г7+ гт) мм1кГ'
Ъ \ln.6 !3‘б)
где jcyn — жесткость суппорта;
Jn,6 — жесткость передней бабки;
/з.б — жесткость задней бабки.
Для повышения жесткости станка необходимо улучшить кон-
струкцию станков, качество сборки, уменьшить количество стыков
и точность обработки стыковых поверхностей. В процессе эксплуа-
тации необходимо проверять жесткость станков. Если после про-
верки жесткость окажется пониженной, станок необходимо ремон-
тировать. Для восстановления жесткости необходимо: шлифовать
шейки шпинделей, тщательно пришабривать и регулировать все
стыковые соединения, заменять опоры скольжения на опоры каче-
ния с монтажом их в условиях предварительного натяга, точно
пригонять суппорты и салазки по направляющим. Жесткость станка
также зависит от качественного состояния поверхности базовой
детали — станины, а также от ее установки и закрепления на
фундаменте.
§ 5. МЕХАНИЗАЦИЯ ХОЛОСТЫХ ХОДОВ РАБОЧИХ
УЗЛОВ СТАНКА
Холостые хода узлов металлорежущих станков при изготовле-
нии детали занимают значительное время. Это особенно сказы-
Рис. 196. Механизм для автоматического реверсирования шпинделя
вается, когда расстояние между центрами у станков составляет
2500—3000 мм и более. Для ускоренных перемещений суппортов
применяются индивидуальные электродвигатели или передачи осу-
376
ществляются при помощи одного из звеньев привода рабочей по-
дачи. Токарь-новатор Одесского завода радиально-сверлильных
станков Г. С. Нежевенко при нарезании резьбы применил специаль-
ный механизм на токарно-винторезном станке (рис. 196), с помощью
которого осуществляется автоматическое реверсирование, вращение
шпинделя, а следовательно, и автоматический возврат суппорта
в исходное положение. Механизм для автоматического реверсиро-
вания вращения шпинделя состоит из
валика 8, который входит внутрь ко-
робки скоростей 7 и соединен с ревер-
сивным фрикционом муфты привода
шпинделя. На валик S насажен зуб-
чатый сектор 9, находящийся в зацеп-
лении с зубьями штанги 1. Штанга 1
вставлена свободно в отверстия крон-
штейнов 3 и 5, которые прикреплены
к суппорту 4 станка. Для переключе-
ния фрикциона и реверсирования
шпинделя достаточно установить в
Рис. 197. Коническая фрикци-
онная муфта
необходимое положение упорные
кольца 2 и 6 и закрепить их на штанге /. Как только суп-
порт вместе с кронштейном переместиться и дойдет до одного из
колец 2 или 6, кронштейн увлечет за собой штангу /, осуществится
переключение фрикциона шпинделя и автоматически произойдет
реверс суппорта. Применяя обгонные муфты на токарно-винторез-
ном станке, можно осуществить ускоренное перемещение суппорта.
Механизмы для автоматического выключения подач и для ра-
боты по упорам. Автоматическое выключение подачи уменьшает
вспомогательное время, затрачиваемое на измерения детали в про-
цессе ее обработки. Выключение подачи обеспечивается разрывом
кинематической цепи. Для автоматического выключения подач
применяются устройства с механическим, электромагнитным и дру-
гими видами управления. На рис. 197 представлена фрикционная
муфта, предназначенная для осуществления выключения ходового
валика. Суппорт, перемещаясь влево, вдоль ходового валика, встре-
чает на пути кольцо /, которое сдвигает на небольшую величину
(0,05—0,1 мм) конус 2, и он смещается влево, сжимает пружину 3
и произойдет выключение подачи. При перемещении суппорта
вправо автоматически повторится включение.
Глава XXIII
ПАСПОРТИЗАЦИЯ СТАНКОВ
§ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПАСПОРТИЗАЦИИ
Паспорт является основным техническим документом, содержа-
щим полную характеристику станка — его основные размеры
(скорости шпинделя и стола, величины подач, значение наиболь-
шего допустимого крутящего момента на шпинделе, мощности на
шпинделе по приводу и по наиболее слабому звену, к. п. д. при-
вода); предельные размеры обрабатываемых на нем деталей; дан-
ные о приспособлениях, о приводе, о гидравлических механизмах;
схему управления станком. В паспорте приводится также кинема-
тическая схема станка, спецификация зубчатых колес, ходовых
винтов и их гаек, органов управления станком. Паспорт станка
предназначается для цехового механика, главного механика с целью
руководства в процессе ремонта и эксплуатации оборудования.
Кроме того, паспорт станка необходим технологу для выбора
станка при разработке технологического процесса, назначения
режимов обработки, проектирования оснастки, планирования раз-
мещения оборудования и т. д. Для составления паспорта станка
необходимо: а) составить кинематическую схему станка; б) опре-
делить числовые данные всех кинематических элементов и составить
техническую характеристику станка; в) рассчитать числа оборотов
шпинделей, к. п. д., крутящие моменты, мощность и т. д. Соста-
вить график чисел оборотов, после чего можно приступить к запол-
нению паспорта станка.
§ 2. СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СТАНКА
Схематическое изображение всех кинематических цепей меха-
низмов станка, связанных между собой кинематическими звеньями
и парами, представляет кинематическую схему станка. При состав-
лении кинематической схемы станка обязательны следующие усло-
вия: а) соблюдение общепринятых условных обозначений
(ГОСТ 3462—61); б) соблюдение последовательности расположения
и взаимодействия кинематических звеньев соответственно их дей-
ствительному расположению на станке; в) схему необходимо строить
в контурах станка; г) на схеме указывать мощность и число оборо-
тов двигателя; д) нумерацию валов производить римскими цифрами,
378
а зубчатых колес, червяков, шкивов и других звеньев — арабскими
цифрами; е) составлять спецификацию, которая отражает число
зубьев колес, число заходов червяков, винтов и т. д., определяю-
щихся подсчетом непосредственно на станке в процессе составления
схемы, кроме того, модули колес рассчитывают по формуле.
Для определения модуля зубчатых колес необходимо измерить
наружный диаметр колеса и произвести подсчет зубьев. Модуль
вычисляется по формуле
где DH — наружный диаметр зубчатого колеса в мм;
г — число зубьев.
После определения модуля его сравнивают с табличным
(ГОСТ 9563—60) модулем и выбирают ближний. Для определения
модуля косозубых и шевронных зубчатых колес производят сле-
дующий расчет:
а) определяют число зубьев зубчатого колеса г\ б) измеряют
наружный и внутренний диаметры по торцу зубчатого колеса и
определяют высоту зуба h = —умм; в) определяют модуль
(нормальный) h = т + 1,2 tn или т = мм. После определения
модуля его сравнивают с табличным (ГОСТ 9563—60) и выбирают
ближайший табличный.
Модули червяка и рейки определяются по формуле
t
т = — мм,
л
где t — шаг червяка или рейки в мм, измеряемый по отпечатку
десяти витков червяка или зубьев рейки.
Модуль конических зубчатых колес определяется по формуле
_ D
z + 2 cos ф ’
где D — наружный диаметр конического колеса в мм;
Ф — половина угла начального конуса в град.
Для передачи с расположением осей под углом 90°
tgT=|,
где г3 — число зубьев замеряемого зубчатого колеса;
г4 — число зубьев колеса, находящегося в зацеплении с заме-
ряемым.
Материал зубчатых колес определяется наружным осмотром.
Для определения твердости стальных зубчатых колес обычно поль-
зуются тарированными напильниками. Испытания колеса вначале
производятся более твердым напильником с последующим сниже-
379
нием твердости до тех пор, пока один из напильников не будет
скользить по поверхности колеса. Твердость этого напильника и
будет соответствовать твердости зубчатого колеса (табл. 21).
Таблица 21
Зависимость номера напильника от твердости материала
№ напильника 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Твердость HRC 62 56 50 45 40 33 — — — —
Твердость И В — — — — — 30 260 230 200 180
§ 3. СОСТАВЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
СТАНКА
Основными размерами считаются не размеры самого станка,
а предельные размеры деталей, которые могут быть обработаны
на данном станке. Техническая характеристика составляется путем
измерения требуемых величин на станке. Для определения меж-
центрового расстояния, т. е. максимальной длины устанавливаемой
заготовки для ее обработки отодвигают заднюю бабку в положение,
наиболее удаленное от передней, и вдвигают пиноль до отказа.
Искомая величина равна расстоянию между вершинами нормальных
центров. Высота центров измеряется расстоянием от оси шпинделя
до наиболее выступающих поверхностей направляющих. Соответ-
ственно диаметр обрабатываемой заготовки равен удвоенному рас-
стоянию высоты центров. Для определения наибольшей длины хода
узла детали, мешающие его передвижению, как, например, задняя
бабка, упоры и т. д., отодвигаются в крайнее положение. После
этого производится перемещение суппорта от передней к задней
бабке и величину его перемещения определяют непосредственным
измерением на станке. Необходимо учесть, что механическое пере-
мещение суппорта должно прекратиться, не доходя 10 мм до
конца максимального возможного хода. Габариты станка (длина,
ширина, высота) определяются измерением наиболее выступающих
узлов в данном направлении.
Для определения цены одного деления лимба при перемещении
суппортов применяется формула
zn
где I — длина пути за период перемещения суппорта в мм\
г — число делений на лимбе;
п — число оборотов лимба при измерении. Для точного изме-
рения необходимо брать п -- 10.
Для определения диаметра обрабатываемого прутка в шпинделе
станка необходимо измерить отверстие шпинделя по наименьшему
сечению.
380
§ 4. СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Для составления схемы управления станком необходимо вычер'
тить общий вид его с рукоятками управления, на которых простак
ляются номера. После этого составляют спецификацию рукояток
управления в порядке возрастающих номеров с кратким описание^
Рис. 198. Схема органов управления токарно-винторезного станка мод. 1К62Б
их наименования и назначения. Назначение рукояток и кнопок
управления заносится в спецификацию только тогда, когда их
действия будут проверены с включением станка.
На рис. 198 показан токарно-винторезный станок мод. 1К62Б
с указанием органов управления, а спецификация органов управле*
ния дана в табл. 22.
Таблица 22
Спецификация органов управления
№ по схеме (рис. 198) Наименование и назначение
1
2 Рукоятки для установки чисел оборотов
3 Рукоятка установки увеличенного и нормального шага и положения при делении на многозаходные резьбы
4 Рукоятка установки правой или левой резьбы и подачи
5 Рукоятка установки величины подачи и шага резьбы
6 Рукоятка включения на подачу, резьбу, ходовой винт и архи- медову спираль
7 Маховичок ручного перемещения
8 Рукоятка включения маточной гайки
9 Рукоятки включения, останова и реверсирования шпинделя
381
Рис. 199. Кинематическая схема токарно-винторезного станка мод. 1К62Б
Продолжение
№ по схеме (рис. 198) Наименование и назначение
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Кнопка включения ускоренных ходов каретки и суппорта Рукоятка управления ходами каретки и суппорта Кнопка включения реечного зубчатого колеса из рейки при нарезании резьбы Рукоятка индексации и закрепления резцовой головки Рукоятка поперечной подачи суппорта Рукоятка подачи верхней части суппорта Рукоятка крепления пиноли задней бабки Рукоятка крепления задней бабки Маховичок перемещения пиноли задней бабки Кнопочная станция пуска и останова главного привода Выключатель насоса охлаждения Линейный выключатель Выключатель местного освещения Выключатель гидрощупа Квадратное отверстие вала шкива для деления при много- заходных резьбах
Приме ч а н и е. № 21—25 на нашей схеме не указаны.
§ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЯДА ЧИСЕЛ ОБОРОТОВ
ШПИНДЕЛЯ
Для определения чисел оборотов шпинделя необходимо произ-
вести расчет по схеме станка, показанной на рис. 199. Номера поло-
жений скоростей начинаются от минимального числа оборотов
шпинделя. Для удобства вычислений рекомендуется в формуле на-
стройки кинематической цепи выделить постоянные величины и
рассчитать их как коэффициент данной кинематической цепи. Рас-
четная формула определения чисел оборотов шпинделя:
— Нэд^п. г.di к. с МИН)
где пэд — число оборотов электродвигателя в минуту;
in.z.d — передаточное отношение постоянных .кинематических
звеньев привода главного движения.
По этим данным производится построение графика чисел обо-
ротов шпинделя станка (рис. 200).
§ 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЯДА ПОДАЧ
На токарно-винторезном станке подача суппорта, а следова-
тельно, и резца осуществляются с помощью ходового валика при
точении гладких поверхностей и ходового винта при нарезании
383
резьбы. Обработка гладких валов с помощью подачи, производимой
ходовым винтом, категорически запрещается, так как резьба ходо-
вого винта и маточной гайки быстро теряет точность и станок ста-
новится непригоден для нарезания точных резьб.
При точении подача определяется по формуле
snp = in. о. niK. nitfiwnz мм/об,
где in, д. п — передаточное отношение постоянных звеньев цепи
подач;
1к.п~ передаточное отношение коробки подач;
1ф — передаточное отношение механизмов фартука;
т — модуль реечного зубчатого колеса в мм;
г — число зубьев реечного зубчатого колеса.
Номера положений подач начинаются от минимальной подачи.
Поперечные подачи суппорта определяются из формулы
~ in,n,ni*-ni$i ч.п. в мм!об)
384
где in.n.n — передаточное отношение постоянных звеньев цепи
поперечной подачи;
i к.п — передаточное отношение коробки подач;
1ф — передаточное отношение механизмов фартука;
—• шаг винта поперечной подачи.
Коэффициент поперечной подачи определяется по формуле
__ sn. п
snp
а ряд поперечных подач
^П.П1 == $п. SnpsK • • • 9
Sn. п.н== $пр. нК •
Рассчитанные величины продольных и поперечных подач зано-
сятся в паспорт станка. Здесь же необходимо схематически указы-
вать положение рукояток переключения для каждой подачи. Шаг
нарезаемой резьбы определяется по формуле
^Н. в ===: in. Н. в^СМ^К, П^Х. в ММ,
где in.H.e — передаточное отношение постоянных звеньев цепи;
1см — передаточное отношение сменных зубчатых колес;
iK.n — передаточное отношение коробки подач;
tx.e — шаг ходового винта в мм.
Если шаг нарезаемой резьбы и шаг ходового винта выражены
другими единицами измерения (дюймы, модули, питчи), при под-
счете следует привести данные к единым измерениям.
§ 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
И КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ШПИНДЕЛЕ
Коэффициент полезного действия станка (к. п. д.) определяется
по формуле
где щ; Пз, Пп — к. п. д. различных звеньев, участвующих
в работе привода главного движения станка;
т — количество звеньев передач данного вида;
К — коэффициент, учитывающий расход мощ-
ности на подачу.
В табл. 23 приведены средние значения к. п. д., а в табл. 24 —
значения коэффициентов К расхода мощности на подачу. Коэффи-
циентом полезного действия станка является отношение полезной
мощности станка N п, затраченной на обработку детали, к общей
потребляемой станком мощности No6l4 при установившемся режиме
работы:
ИЛИ
/v общ
где N— мощность электродвигателя в кет.
13 А. И. Лисовой
385
Крутящие моменты
Mi = 974^ кГм,
ni
где — число оборотов шпинделя от 1-го до гп.
Таблица 23
Среднее значение к. п. д. элементов передач
Виды и элементы передач Кпд.
Ременная передача а) открытая без натяжного ролика б) открытая с натяжным роликом в) закрытая г) клиноременная 0,98 0,97 0,96 0,96
Зубчатая передача а) цилиндрическая со шлифованными зубьями б) цилиндрическая с нарезанными зубьями в) коническая 0,99 0,98 0,97
Цепная передача а) роликовой цепью б) зубчатой (бесшумной цепью) Подшипники качения 0,96 0,97 0,995
Подшипники скольжения а) при особо хорошей смазке б) при нормальной смазке Кулиса и ползун 0,985 0,985 0,98 0,9
Таблица 24
Значение коэффициента К расхода мощности на подачу
Гип станка к
Токарные, револьверные, сверлильные Многорезцовые, полуавтоматы, автоматы Фрезерные Строгальные, шлифовальные, а также все станки с отдель- ными двигателями 0,96 0,92 0,85 1,0
§ 8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЛАБОГО ЗВЕНА В ПРИВОДЕ
ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ
Наиболее слабым звеном в приводе главного движения может
оказаться любое звено. Поэтому при составлении паспорта станка
необходимо делать проверочный расчет всех звеньев. Для умень-
386
шения затрат времени на расчеты необходимо все зубчатые колеса
группировать по размерам модулей. Выбирают самую тихоходную
пару, т. е. передающую наибольший крутящий момент, и прове-
ряют размеры модуля зубчатых колес. Если в коробке скоростей
имеется несколько зубчатых колес разных модулей, то их также
проверяют на слабое звено. Слабым звеном могут быть также
ременная или фрикционная передачи. Проверку звеньев производят
по следующим формулам:
для допускаемой окружной силы в зубчатой передаче
Р3Х=лг/|о]нйтК1> кГ,
где у — коэффициент формы зуба;
1а|м — допускаемое напряжение при изгибе в &Пмм*\
b — ширина колеса в мм;
т — модуль колеса в мм;
Kv — скоростной коэффициент;
для допускаемой окружной силы в клиноременной передаче
Рр == Ро^1 ^2^3^р ,
где Ро — максимальная сила, передаваемая одним ремнем,
в кГ;
къ — коэффициенты, зависящие от угла обхвата, скорости
ремня и характера нагрузок;
zp — количество ремней.
Допускаемый момент в многодисковых фрикционных муфтах
М = л (7?2 - г2) rcpzpf кГсм,
где /?, г и гср — радиусы дисков в мм;
г — количество трущихся поверхностей;
р — допускаемое среднее удельное давление в кГ/см2;
f — коэффициент трения.
Усилие, допускаемое механизмом подач станка,
Pnod—qP кГ,
где q — коэффициент для токарных станков, q = 0,6;
Р — тяговая сила.
Значение коэффициента для плоских и клиновых ремней вы-
бирается по табл. 25.
Таблица 25
Значение коэффициента
*1 0,81 0,84 0,87 0,91 0,94 0,97 1,0 1,06 1,18
А : (D - d) 1,0 1,2 1,48 1,95 2,9 6 оо — —
Угол обхвата в град 120 130 140 150 160 170 180 200 240
13*
387
Значение коэффициента ft2 для плоских и клиновых ремней опре-
деляем из данных, приведенных ниже.
Значение коэффициента /г2 выбирается в зависимости от скорости ремня
v в м/сек
k2 1,04 1,03 1,00 0,96 0,89 0,81
и 1 5 10 15 20 25
Значение коэффициента fe3 для плоских и клиновых ремней выби-
раем по табл. 26.
Таблица 26
Значение коэффициента k3
Тип станка Характер нагрузки
1,0 Токарные, револьверные, сверлильные, фрезерные Легкая пусковая нагрузка
0,9 Автоматы, зубострогальные и шлифовальные станки Пусковая нагрузка до 125% от нормальной, незначительные колебания рабочей нагрузки
0,75 Строгальные и долбежные станки Пусковая нагрузка до 200% от нормальной, сильные коле- бания рабочей нагрузки
Пример. Произвести расчет и составить паспорт токарно-винторезного станка
мод. 1К62Б.
Решение. По формуле пшт = пэ$ 1п.г.д^к.с об/мин определяем число
оборотов шпинделя и результаты записываем в бланк паспорта. По табл. 23 опре:
деляем значение к. п. д. отдельных звеньев и, подставляя в формулу
1ст *1 2 1 3
определяем среднее значение к. п. д. станка. Для токарных станков К — 0,96
(табл. 24). С увеличением скорости вращения шпинделя и других деталей к. п. д.
станка будет падать, в действительности к. п. д. при разных скоростях будет иным
и определяется измерением. Полезную мощность на шпинделе определяем по
формуле
= обшУ\ст К&П1.
В данном случае — 10 кет.
В связи с изменением к. п. д. соответственно будет изменяться мощность
на шпинделе. Чтобы выявить слабое звено в приводе главного движения, необ-
ходимо произвести расчет всех его звеньев.
Расчет зубчатых передач. Коробка скоростей токарно-винторезного станка
мод. 1К62Б имеет зубчатые колеса следующих модулей:
I группа: зубчатые колеса от 1 до 13. Эти зубчатые колеса расположены меж-
ду валами I, II и III с модулем /п= 2,25 мм.
II группа: зубчатые колеса 14, 17, 19 и 22 расположены между валами 111,
IV и V с модулем т — 2,5 мм.
III группа: зубчатые колеса 15, 16, 18, 20, 21 и 25 расположены между валами
III, IV, V и VI с модулем т — 3 мм.
IV группа: зубчатые колеса 23 и 24 с модулем т — 4 мм с косым зубом. Так
как зубчатые колеса III группы работают параллельно с колесами II группы, но
388
при этом имеют большой модуль, можно ограничиться проверкой зубчатых колес
только I и II групп.
Расчет зубчатых колес I группы. В I группе наиболее тихоходной парой
зубчатых колес будут колесо 7 с числом зубьев г — 21 и b = 20 мм и колесо 12
с числом зубьев z = 55 и b — 20. Модуль зубчатых колес т = 2,25. Применяемый
материал для изготовления зубчатых колес — сталь 40Х, закаленная токами вы-
сокой частоты до твердости HRC 50, оь = 100 кПмм2. Допускаемое напряжение
на изгиб
где О-д — предел выносливости; для легированной стали определяется по
формуле o_i — 0,35ов + (7ч-12) = 0,35-100 + 10 = 45 кГ/мм2.
п — коэффициент запаса прочности для зубьев с поверхностной за-
калкой;
ko — 1,2 — эффективный коэффициент концентрации напряжений
для зубьев с поверхностной закалкой или цементацией.
Подставляем значения в формулу, получаем
1 4.45
[а]« = = 26 кГ1мм2'
Минимальное число оборотов вала III равно 400 в минуту.
Определяем, чему равен скоростной коэффициент:
9 9
Л"-9 + г/” л. 2,25 • 55 • 400 “ ’°’
+ 1000 • 60
где t’ — окружная скорость колеса в м/сек.
Коэффициент формы зуба у выбирается из табл. 27 и равен у = 0,134.
Таблица 27
Значение коэффициента формы зуба у
2 У 2 У 2 У
COS 3 • COS ф COS 0 • COS ф COS 0 • COS ф
14 0,088 21 0,104 43 0,126
15 0,092 23 0,106 50 0,130
16 0,094 25 0,108 60 0,134
17 0,096 27 0,111 75 0,138
18 0,098 30 0,114 100 0,142
19 0,100 34 0,118 300 0,150
20 0,102 38 0,122 Рейка 0,154
Примечание. Р = 1 — угол наклона зуба для прямых колес; <р — по-
ловина угла начального конуса (для конических колес).
Подставляя полученные значения в формулу окружной силы допускаемого
прочностью зубчатого колеса, получаем
Р = пу l<J]abmKv = л • 0,134 • 26 • 20 • 2,25 • 0,95 = 470 кГ.
Полезная мощность зубчатой передачи,, колес 7 и 12 при наименьшем числе
оборотов вала III
Pnmz12njn 470 - 3,14 - 2,25 • 55 • 400
N" ~ 6120 • 1000= 6120 • 1000 0,8 = 10 Квт ’
Следовательно, в I группе не имеется слабых звеньев среди зубчатых колес.
389
Рассмотрим группу II. В данной группе наиболее тихоходным зубчатым колесом
будет колесо 19 с числом зубьев г = 22 и b = 34. Модуль зубчатых колес tn —
2,5 см. Зубчатые колеса изготовлены из стали 40Х, с последующей закалкой
т. в. ч. с твердостью HRC 50; ов = 100 кГ/мм\ [ o]tt — 26 кГ/мм\ Минималь-
ное число оборотов зубчатого колеса z= 22, а следовательно и вала IV nrv =
= 100 об/мин.
Коэффициент формы зуба у = 0,104 выбираем по табл. 27. Скоростной коэф-
фициент
9
Kv~a, я2,5-22-100 -°*97-
9 + 1000 • 60
Максимальная окружная сила, допускаемая прочностью колеса 19 с числом
зубьев z = 22, определяется по формуле
Р = пу = 3,14 - 0,104 - 26 • 34 - 2,5 - 0,97 = 690 кЛ
По формуле
690л/пгп,-
Ni ~~ 6120 • 1000 ’1сот квт’
где rtf — число оборотов вала в минуту.
Определяем наибольшую полезную мощность на шпинделе, допускаемую
колесом 19 для первых шести скоростей шпинделя:
690 • 3,14 2,5 • 22 • 100 _ _ ,
Ni с 1 ол . ллл 0,8 1,67 квт,
6120 • 1000
„ 690 • 3,14 • 2,5 • 22 • 125 ЛО о |у|
=--------6120-1000------°’8 = 234
„ 690 • 3,14 • 2,5 • 22 • 160 n Q ос_
N» =-----------с.ол ;.ллл----------0.8 = 2,67 квт;
6120-1000
„ 690-3,14.2,5-22-200 nQ „ „.
N, =-------.алл----------0,8 = 3,34 квт;
6120 • 1000
690 • 3,14 - 2,5 - 22 - 250 Л0 . „
=-------6120-1006-----°’8 = 4’2
690 • 3,14 • 2,5 • 22 • 355 п „ -
N, =---------со» .ллл---------0,8 = 5,35 квт.
6120- 1000
Из вышеприведенного видно, что слабым звеном является зубчатое колесо
19 на всех шести скоростных ступенях. На остальных скоростных ступенях коле-
со 19 не участвует. В этой же группе колес имеется вторая пара колес 14 и 17
с числом зубьев г — 22 и 88 с теми же параметрами, что имели и предыдущие коле-
са. Минимальное число оборотов вала Ш ntII min = 400 об/мин.
Определяем скоростной коэффициент
9
Kv~Q, 3,14-2,5-22-400 ~ °’89-
9-|"
1000 - 60
390
Все остальные данные идентичны данным, полученным для зубчатого колеса
19. Допускаемая зубчатым колесом 14 наибольшая мощность на различных ско-
ростных ступенях
/V7 =
540 • 3,14 • 2,5 • 22 400
6120 • 1000
= 6,7 квт\
N* —
590 • 3,14 ♦ 2,5 • 22 • 500
6120- 1000
= 8,35 кет.
Следовательно, зубчатое колесо 14 является слабым звеном только на седь-
мой скоростной ступени, так как М8 > ~
Расчет клиноременной передачи. На токарно-винторезном станке мод. 1К62Б
привод осуществляется пятью клиновыми ремнями. Расстояние между осями
шкивов А = 800 мм. По табл. 28 определяем тяговую силу, передаваемую одним
клиновым ремнем Ро ~ 24 кГ. Определяем по табл. 25 коэффициент klt если
А : (D — d)— 800 (254—142) = 7,1. Следовательно, ki — 0,97. Определяем ско-
рость ремня:
л 142-1450 „ ,
v = noooT66- = 11 м1сек-
Определяем значение коэффициента k% = 0,89 (см. стр. 388), по табл. 26
определяем k3 — 1 для токарных станков.
Окружная сила, передаваемая ремнем
Р = 24 • 0,97 • 0,98.1 • 5 = 114 кГ.
Определяем максимальную мощность, допускаемую ременной передачей
Pv 114.11
Кр = = ^ЛоГ1 °’8 ==9’83
Np > Nn. Следовательно, мощность, допускаемая ремнем, не препятствует ис-
пользованию полной полезной мощности станка. Полученные данные наиболее
слабых звеньев заносятся в паспорт станка.
Таблица 28
Данные для клиновых ремней по ГОСТ 1284—57
Типы ремня О д Б В Г Д
Размеры сечения а в мм 10 13 17 22 32 38
Размеры сечения h в мм 6 8 10,5 13,5 19 23,5
Площадь сечения f0 в 47 81 138 230 476 692
Минимально допускаемые диа- метры шкивов в мм 70 100 140 200 315 500
Допускаемая полезная сила, пе- редаваемая одним ремнем, Ро в кГ 8 14 24 40 82 120
391
Продолжение
Наименование техникума Паспорт токарного станка
Тип Токарно-винто- резный Год выпуска 1966 Завод
Завод-изготовитель «Красный пролетарий» Дата пуска станка в эксплуатацию 1967 Цех
Модель 1К62Б Класс точности Л Место установки
Заводской № Станок пригоден или приспособлен
Вес станка в кГ 2161 2293 2401 Габариты в мм 2522, 2812 3212 Ширина 1166 Высота 1324
Основные данные
Основные размеры Суппорт
Наибольший диаметр детали, устанавливаемой над станиной 400 Число резцов в резцедер- жателе 4
Расстояние между центрами в мм 710 1000 1400 Наибольшие размеры державки резца в мм Ширина 25
Высота 25
Длина выемки до планшайбы в мм общая Нет Нет Высота от опорной поверх- ности резца до линии центров в мм 25
Высота центров в мм 215 Наибольшее расстояние от оси центров до кромки резце- держателя в мм
Число суппортов передних 1 задних Нет
392
Продолжение
Размеры обрабатываемых деталей пе редних задних
Наиболь- ший диа- метр в мм Прутка над верхней частью суп- порта 45 Число резцовых головок в суп- порте 1 Нет
над нижней частью суп- порта в выемке 220 Нет наиболь- шее пере- мещение в мм от руки по валику попереч- ное 250 продоль- ное 640, 930, 1330, 640, 930, 1330
Наибольшая длина обработки 640 930 1330 по винту 250 640, 930, 1330
Шаг наре- заемой резьбы наи- мень- ший наиболь- ший Выключающий упоры Нет Есть
метриче- ской в мм 1 192 Быстрое переме- щение В MjMUH Цена одного де- ления в мм 1,7 0,05 мм на диа- метр 3,4 1
дюймовой! 24 1 2
модуль- ной в мм 0,5л; 48л
питчевой (в пит- чах) 96 1
Определение силы, допускаемой прочностью реечного механизма. Реечное зуб-
чатое колесо 87 с числом зубьев z = 10, /п= 3 и шириной колеса b = 33 мм
изготовлено из стали 45, закаленной т. в. ч. с твердостью HRC 42—48, =
= 85 кГ/мм2. Предел выносливости для углеродистой стали (при о л = 0,44ов)
о_х = 0,44*85 = 37,4 кГ/мм\ Коэффициент запаса прочности принимаем п = 20,0.
Эффективный коэффициент концентрации напряжений ka = 1,2. Следовательно,
допускаемое напряжение на изгиб
1<Л« = = 21’8 кГ/мм*’
Выбираем из табл. 27 коэффициент формы зуба у~ 0,088. Определяем наиболь-
шую окружную силу, допускаемую прочностью зуба реечного колеса z = 10:
Рзуб = пу \<5]иЬтКъ = 3,14.0,088 • 21,8 • 33 • 3 • 1 = 596 кГ.
Наибольшая сила, допускаемая реечной передачей, определяется по формуле
Рпод= = 0,6-596 = 357,6 кГу где q — коэффйциент для токарных станков.
После окончания расчетов производится заполнение бланка паспорта токарного
станка.
Механизм подачи
сменные зубчатые колеса
№ ступени Положение рукояток Величина подачи в мм}об № ступени Положение рукояток Величина подачи в мм}об
на передней бабке на ко- робке подач на передней бабке на ко- робке подач
продоль- ной попереч- ной продоль- ной попереч- ной
3 4 2 6 5 3 4 2 6 5
1 12,5-2000 Подача 0,070-0,13 0,070 0,035 22 у oooz-9‘zi Подача 0,57-1,04 0,57 0,28
2 0,074 0,037 23 0,61 0,30
3 0,084 0,042 24 0,70 0,34
4 0,097 0,048 25 0,78 0,39
5 0,11 0,055 26 0,87 0,43
6 0,12 0,06 27 0,95 0,47
7 0,13 0,065 28 1,04 0,52
8 0,14-0,26 0,14 0,070 29 1,14-2,08 1,14 0,57
9 0,15 0,074 30 1,21 0,6
10 0,17 0,084 31 1,4 0,7
11 0,195 0,097 32 1,56 0,78
12 0,21 0,11 33 1,74 0,87
13 0,23 0,12 34 1,90 0,95
14 0,26 0,13 35 2,08 1,04
15 16 17 18 19 ~2о” 0,28-0,52 0,28 0,14 36 1 50—160 200-630 2,28-4,16 2,28 1,14
0,30 0,15 37 2,42 1,21
0,34 0,17 38 2,8 1,4
0,39 0,195 39 3,12 1,56
0,43 0,21 40 3,48 1,74
0,47 0.23 41 3,8 1,9
21 0.52 0,26 42 4,16 2,08
Максимальная сила, допускаемая продольной подачи Рх = 357,6 кГ
механизмом, в кГ: поперечной подачи Ру = 550 кГ
Л94
Механизм главного движения станка
Положение рукояток Число оборо- тов шпинделя в минуту Наиболь- ший допу- стимый момент на шпин- деле в кГ м Мощность на шпинделе в квт К. п. д. Наиболее слабое звено
Обозначение рукояток Вращение по при- воду по наи- более слабо- му зве- ну
пря- мое обрат- ное
1 . 2 3 4 ' 5 6 12,5-40 "О- 12,5 19 130 8 1,67 0,8 Зубчатое колесо
16 130 8 2,14
20 30 130 8 2,67
25 130 8 3,34
31,5 48 130 8 4,2
40 130 8 5,35
7 8 9 10 11 ' 12 50-160 / - 50 75 121 190 130 8 6,7 0,8 г = 22 т = 2,5
124 8 8
63
80 97,5 8 8
100 78 8 8
125 62 8 8
49 8 8
160
13 14 15 16 17 18 200—630 "О 200 302 39 8 8 0,8 Клино- ременная передача
250 31 8 8 0,8
315 475 26 8,5 8,5 0,85
400 20,2 8,3 8,3 0,83
500 755 15,4 7,9 7,9 । 0,79 !
630 11,9 7,7 7,7 0,77
395
Продолжение
Положение рукояток Число оборо- тов шпинделя в минуту Наиболь- ший допу- стимый момент на шпин- деле в кГм Мощность на шпинделе в кет К. п. д. Наиболее слабое звено
Обозначение рукояток Вращение по при- воду по наи- более слабо- му зве- ну
пря- мое обрат- ное
19 -о~ 630 950 12,5 8,1 8,1 0,81
20 630—2000 800 9,3 7,6 7,6 0,76
21 1000 1510 7 7,2 7,2 0,72 Клино- ременная передача
22 1250 5,45 7 7 0,7
23 ХК 1600 2420 4,2 6,9 6,9 0,69
24 /У 2000 3 6,2 6,2 0,62
Примечание. К. п. д. даны на основании измерений по данным
завода «Красный пролетарий».
Глава XXIV
РАСЧЕТЫ УЗЛОВ И ДЕТАЛЕЙ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ
И ПАСПОРТИЗАЦИИ СТАНКОВ
§ 1. ПОНЯТИЕ О РАСЧЕТЕ ДЕТАЛЕЙ СТАНКОВ
Современные металлорежущие станки состоят из весьма слож-
ных узлов и деталей, расчет которых представляет серьезную задачу.
Без прочных знаний сопротивления материалов, деталей машин,
основ механики, а также четкого представления о работе металло-
режущих станков, узлов и деталей и предъявляемых к ним требо-
ваний не представляется возможным производить их расчет.
Расчет проектируемых деталей, узлов и станка в целом должен
обеспечить: а) безаварийную работу станка; б) заданную долговеч-
ность в пределах расчетного срока службы; в) требуемую точность
работы станка; г) высокую виброустойчивость станка во всем рабо-
чем диапазоне скоростей и нагрузок. Значительными успехами
советских ученых и новаторов производства в создании прогрессив-
ных методов расчета станков конструирование станков обогатилось
весьма сложным расчетным материалом. Еще недавно в процессе
проектирования и расчета станка ограничивались кинематическим
расчетом и расчетом на статическую прочность. В настоящее время
расчету подвергаются почти все основные детали, как валы, зубча-
тые колеса, подшипники и др. При расчете учитывают переменность
режима работы, жесткость деталей и узлов. Например, если рассчи-
тать на прочность шпиндель проектируемого станка, то окажется,
что шпиндель будет иметь весьма малый диаметр и удовлетворит
расчетным требованиям; при этом деформация его будет очень
большой. Следовательно, точную обработку детали произвести
невозможно. Шпиндель необходимо рассчитать также и на жест-
кость, что приводит к реальным размерам его величин. В процессе
работы станка следует учитывать ряд условий, которые влияют на
работоспособность отдельных деталей и узлов станка. К этим усло-
виям относятся:
1. Статическая прочность при действии постоянных или мед-
ленно меняющихся нагрузок, например, действия на кронштейны,
крепежные винты, реечные передачи и другие детали, которые
рассчитываются на статическую прочность.
2. Динамическая (усталостная) прочность присуща длительному
действию переменных нагрузок. На динамическую прочность про-
изводится расчет большинства деталей станков, как, например:
397
быстровращающиеся валы и зубчатые колеса, подшипники качения»
работающие в условиях переменных нагрузок.
3. Жесткость детали станка влияет на точность его работы.
Достаточной жесткостью должны обладать следующие детали стан-
ков: станины, стойки, суппорты, шпиндели, столы и др.
4. Колебания. Явление происходит в процессе резания металла
на станке. Особенно большое значение оно приобрело в связи с вне-
дрением в производство твердосплавного инструмента, с приме-
нением новой геометрии инструмента с отрицательным передним
углом, малыми углами в плане и т. д.
5. Механический износ. Износ металлорежущих станков вызы-
вается в связи с происходящим трением между двумя сопрягаю-
щимися деталями. Этот износ может прогрессировать, если между
сопрягающимися деталями попадает инородное тело, абразивная
пыль, грязь и т. д. Точность работы станка нарушается при износе
направляющих станин, суппортов и столов, подшипников сколь-
жения, ходовых винтов и ряда других деталей. Поэтому износоус-
тойчивость является важнейшим условием работоспособности станка.
6. Нагрев. Чрезмерный нагрев в процессе работы таких частей
станка, как подшипников скольжения, фрикционных муфт, чер-
вячных передач, при недостаточном теплоотводе приводит к недо-
пустимым тепловым деформациям и заеданиям отдельных сопрягаю-
щих деталей.
Статическая прочность. Расчет деталей станка на статическую
прочность при действии постоянной нагрузки осуществляется по
общеизвестным формулам сопротивления материалов. При расчете
деталей станков основными показателями, характеризующими ме-
ханические свойства материала, являются пределы текучести от
и пределы прочности ов при растяжении. Значения от и <je, а также
и другие данные о механических свойствах материалов, применяе-
мых в станкостроении, приведены в ГОСТах 380—60, 1414—54 и
1050—60. В среднем можно принять, что для незакаленных сталей
от «0,55 ов, для закаленных от = (0,75 -=-0,85) ов. Например,
для углеродистой стали обыкновенного качества марки Ст. 5 от 27,
а ов = 50 4- 62. При напряженных состояниях с неравномерным
расположением напряжений по сечению предел текучести от зави-
сит от формы поперечного сечения детали. Например, при изгибе
предел текучести изменяется в пределах от от для тонкостенных
профилей до (1,25-j- 1,3) ат для прямоугольных сечений и (1,3-ь 1,4) от
для круглых сечений. При кручении предел текучести изменяется
от 0,58 от для тонкостенных кольцевых сечений до 0,65 от для круг-
лых сечений. Допускаемые напряжения выбираются исходя из
запаса прочности: для пластических материалов, например, стали»
относительно предела прочности от. Следовательно, для пластиче-
ских материалов допускаемое напряжение
R = -T- кГ!см\
п 1
398
для хрупких материалов
= кГ!см\
где п — коэффициент запаса прочности.
Запас прочности выбирается, исходя из следующих данных:
а) для улучшенных и термически необработанных сталей при усло-
вии достаточно точного определения нагрузки и отсутствия оста-
точных напряжений в детали п — 1,1 -ь 1,4; б) для чугуна, рабо-
тающего на изгиб, запас прочности п = 3 н- 4. Большее значение п
берется при прямоугольном сечении, а меньшее — при круглом»
При растяжении чугунных
деталей допускаемое напряже-
ние R необходимо брать рав-
ным 0,45—0,6, а при сжатии —
1,8—1,9 от допускаемого
напряжения на изгиб; при
кручении чугунных деталей
круглых сечений 0,5—0,6, для
прямоугольных сечений 0,7—
0,8 от допускаемого напряже-
ния на изгиб для круглых
сечений.
Динамическая прочность.
Рис. 201. Схема переменной нагрузки
действующей на деталь
Если на деталь действуют
переменные нагрузки, в ма-
териале детали возникают
переменные напряжения, причем эти напряжения изменяются во
времени t периодически. На рис. 201 показан цикл напряжения,
соответствующий периоду его изменения:
__°max amin
2
где Отах — максимальное напряжение;
Omin — минимальное напряжение.
Для получения половинной амплитуды^ уравнение имеет вид
Отах amin
2
где — целая амплитуда.
При длительном действии переменных напряжений материал
детали разрушается даже в том случае, если максимальное напря-
жение значительно ниже предела прочности. Чем ниже напряжение,
тем большее число циклов нагружения выдерживает материал детали
до разрушения. Наиболее прогрессивным, особенно для деталей,
работающих с переменным режимом, является расчет на ограничен-
ную долговечность, так как он позволяег создать наиболее экономи-
зм
чески правильные конструкции станков с одинаковой расчетной
долговечностью основных деталей. Расчет основывается на кривых
усталости в координатах (рис. 202), где а есть напряжение, вызван*
ное кручением, растяжением, изгибом или другими нагрузками,
действующими на деталь, и поб1Ц — общее число циклов нагружения.
При напряжениях а, меньших некоторой величины называемой
пределом усталости, разрушение детали произойдет после числа
циклов, соответствующих достижению длительного предела уста-
лости, и зависит от материала, вида напряжения, размеров детали,
наличия на ней выточек, канавок и т. д., вызывающих концентра-
цию напряжений, и других факторов. Стальные детали выдержи-
вают до разрушения 106—107 циклов; детали из легких сплавов 109
циклов и из бронзы 2,5 • 108 циклов и т. д. Основным показателем
прочности материала при переменных
нагрузках является предел усталости
на изгиб о_х при симметричном цикле
нагружения. В среднем можно счи-
тать для стали 0-4 = 0,45 ов и для
чугуна — 0,4 ов. С увеличением
размеров сечения деталей предел ус-
талости снижается: для стальных ва-
Рис. 202. Кривая усталости лов диаметром 50 мм на 15—30% для
валов диаметром 100 мм на 30—40%.
Предел усталости на кручение для сталей т_! = 0,58 ох, для чу-
гуна т_х = (0,75-7-0,9) а-!. Предел усталости для сталей на растя-
жение будет а_1г.
Допускаемые напряжения для деталей, на которые действуют
переменные нагрузки, выбираются, исходя из соответствующих
предела усталости и коэффициента запаса прочности по следующим
формулам. Допускаемое напряжение на изгиб
допускаемое напряжение на кручение
Коэффициент запаса прочности принимается п = 1,3 4-1,5. При
расчете детали на ограниченный срок службы допускаемое напря-
жение следует выбирать, исходя не из предела усталости для стали
1064-107 и т. д., а из ограниченного предела усталости, представ-
ляющего собой то напряжение, при котором деталь разрушается
после числа циклов нагружения, соответствующего требуемому
сроку службы детали. Этот срок службы выбирается в любых пре-
делах и зависит от условий эксплуатации, ремонта и общей долго-
вечности проектируемого станка.
Жесткость. Расчет деталей станков на жесткость ведется с уче-
том деформации основного объема материала деталей, а также
400
и поверхностных слоев. Основные деформации деталей опреде-
ляются по известным формулам сопротивления материалов. Дефор-
мации поверхностных слоев, т. е. контактные деформации в стыках
деталей могут ориентировочно быть приняты на основе линейной
зависимости между деформацией и удельным давлением. Эта зави-
симость выражается уравнением
где б — контактная деформация в мк\
р — удельное давление в кГ!см2\
К — коэффициент, применяемый при расчете стыков чугун-
ных деталей с удельным давлением порядка 10—20 кПсм2.
Если стыки чугунных деталей строганые, К = 0,2, шабренные
/<==0,13 ч-0,15, шлифованные К = 0,06, притертые К = 0,05. В метал-
лорежущих станках значительные по величине стыковые поверхности
имеют направляющие станины. Деформации стыковых поверхностей
происходят примерно в 5 раз больше основного материала даже при
хорошей сборке. Жесткость деталей привода, например валов,
в основном зависит от условий правильной работы передач и под-
шипников. Жесткость цепи подач: ходовых и распределительных
валов и т. д. определяется условиями равномерного перемещения
суппортов. Жесткость шпинделей, задних центров, оправок, ста-
нин, суппортов, консолей определяется условиями получения дета-
лей требуемой точности.
Колебания. Расчеты станков на вибрации, т. е. на колебания,
ограничиваются приближенным подсчетом периода собственных
колебаний деталей и систем во избежание явления резонанса, т. е.
когда происходит совпадение периода собственных колебаний и
периода возмущающей силы, а также для устранения причин дроб-
лений и возможности борьбы с ними. Расчет вибрации станков дол-
жен был бы быть подобен расчету на жесткость, т. е. определение
амплитуд колебания инструмента и детали и сравнение полученных
величин с допустимыми из условий точности и класса чистоты обра-
батываемой поверхности. Расчет колебания ограничивается вычисле-
нием периода собственных колебаний деталей, чтобы избежать
явления резонанса.
Механический износ. Для обеспечения достаточной долговеч-
ности деталей станков по механическому износу необходимо, чтобы
расчет на износ заключался в выборе такого удельного давления,
при котором изменение размера и формы рассчитываемой детали
в течение срока службы станка не выходило за допустимые пределы.
В основу такого расчета обычно берут статистические данные по
фактическому износу деталей станков, а также данные эксперимен-
тов о зависимости износа от удельного давления при различных
условиях смазки, защиты от загрязнения и других особенностей
эксплуатации.
14 А. И. Лисовой
401
Спецификация зубчатых и
Узел Передняя
№ по схеме (рис. 198) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Число зубьев или за- ходов 56 51 50 24 36 38 21 29 39 34 47 55 38 22 45
Модуль или шаг винта в мм 2.25 3
Ширина обода в мм 13 14 15 20 15 12 15 20 14 18 18
Материал Сталь 40X
Термическая обработка Т. в. ч.
Твердость HRC 50
Узел Зубчатые колеса приклона Коробка >
№ по схеме (рис 198) 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
Число зубьев или за- ходов 42 64 95 50 97 35 37 35 28 25 36 35 26 28 32
Модуль или шаг винта в мм 1.75 1,75 2,5 2 1,75
Ширина обода в мм 15 18 14,5 22 121 11 13 11 10 6 14 14 14,5
Материал Сталь 45 Сталь 401
Термическая обработка Т. в. ч.
Твердость HRC 45-50 50 48 50 48 42- *
Узел Коробка подач Фар |
№ по схеме (рис. 198) 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84
Число зубьев или за- ходов 28 25 25 35 18 28 27 20 28 4 лев. 20 40 40 37 14
Модуль или шаг винта 2 4 2 2,5 |
Угол винтовой линии 21°48*05"
Ширина обода в мм 111 6 1 ! 71 111 1111 111 14 21 13! 60 30 141 17 14 25 |
Материал Сталь 40Х Сталь 45 Сталь 40X СЧ 21-40 Сталь Сталь 40ХН Сталь 40Х
Термическая обработка Т. в. ч.
Твердость 48 42-48 — 42—48 52 4 12- 48
402
червячных колес, червяков и гаек
бабка
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
65 88 45' 22 45 45 88 27 54 43 60 60 45 35 28 42 28 35 56 42
3 2,5 3 2,5 3 3 2,5 4 4 3 2 2 3 2
22 16 34 18 20 25 31 30 23 14 11 10
Сталь 40X
Т. в. ч.
50
подач
52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69
36 40 44 48 35 25 25 28 48 28 28 28 56 56 56 15 35 45 28
2 1,5 2
11 12 11,5 13 13 6 8 11 11 7 7 7 7 17 8 13 13 13 13
Сталь 20Х Сталь 40Х
Цементная закалка Т. в. ч.
45 | 48-50 58-62 48
тук Суппорт Каретка Задняя бабка
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101
37 66 10 37 40 37 61 45 1 прав. 1 прав. 1 лев. 1 лев. 20 1 прав. 1 прав. 1 лев. 1 лев.
2 2,5 3 2 12 5 2 5
21°48'05"
14 | 33 | 114 14 14 1 30 | 44 | 111 22 35 I18 22 83 50 28
Сталь 40ХН Сталь 40 X Сталь 40ХН Сталь 45 Сталь 40ХН Сталь 45 Сталь А40 Бр. ОЦС 6-6-3 Сталь А40 СЧ Ц1 Сталь 45 Сталь А40 Бр. ОЦС 6-6-3 СЧ 15-32 Сталь А40
Т. в. ч.
52 42—48 52 45- 50 52 45- 50 - 50
14*
403
Нагрев. Тепловые расчеты в станкостроении обычно сводятся
к проверке температуры нагрева работающих деталей, а также
к выяснению влияния тепловых деформаций. Температура опреде-
ляется из теплового баланса. Предельно допустимая температура
ограничивается температурными деформациями рассчитываемой
детали и стойкостью смазочного масла в процессе эксплуатации
станка.
§ 2. РАСЧЕТ НАПРАВЛЯЮЩИХ СТАНИН
НА УДЕЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ
Направляющие станины станка служат базой для установки,
закрепления и перемещения узлов станка. Следовательно, от каче-
ства их обработки будет зависеть точность работы всего станка.
Расчет направляющих станин сводится к определению удельных
условных давлений, приходящихся на единицу площади сопри-
касающихся поверхностей. Расчет направляющих станин был впер-
вые разработан в СССР д-ром техн, наук Д. Н. Решетовым (ЭНИМС)
в 1942 г. Расчет состоит из следующих этапов: 1) определение сум-
марных давлений, действующих на каждую грань направляющих;
2) определение среднего удельного давления на каждой из этих
граней; 3) определение наибольшего удельного давления из них;
4) сравнение полученных удельных давлений с допускаемыми зна-
чениями. Чтобы определить удельные давления на направляющих,
необходимо точно определить все силы, действующие на направ-
ляющие в процессе работы станка. В качестве примера на рис. 203
приведена схема определения суммарных сил, действующих на на-
правляющие токарного станка. Все нагрузки в процессе работы
токарного станка воспринимаются плоской направляющей 1 и
призматической — 2. На направляющих базируется каретка суп-
порта. Созданное давление на грани направляющих станины или
равные им по величине три реакции А, В, С можно найти из усло-
вий равновесия суппорта. На направляющие станины ’токарного
станка помимо реакций действуют следующие силы: 1) составляю-
щие Рх, Ру, Pz силы резания; 2) собственный вес каретки суппорта С,
рассматриваемый как сила, сосредоточенная в его центре тяжести;
3) тяговая сила Q; 4) силы трения fA\ fB и fC, приложенные к на-
правляющим и действующие в сторону, противоположную движе-
нию суппорта.
Суммарные силы реакции направляющих А, В и С определяются
по формулам статики при условии равновесия каретки суппорта:
2х = 0; 2^ = 0; 2* = 0; 2^ = 0; 2^ = 0; 2^ = 0.
Чтобы составить уравнение, необходимо координатные оси рас-
положить таким образом, чтобы уравнение равновесия получилось
возможно более простым, т. е. в точке пересечения сил реакций
А и В, параллельно составляющим силам резания Рх, Ру и Рг.
404
Составив для конкретного случая по указанной схеме все шесть
уравнений статики, можно определить неизвестные реакции А, В
и С, по которым вычисляют средние условные удельные давления
на направляющих станины по формулам
р _____ а . р _______ в . р ______с_
Аср aL ’ вср bL ’ Сср cL *
где а, Ь, с и L — размеры участков контактируемых поверхностей
направляющих с кареткой суппорта. После расчета необходимо
Рис. 203. Схема сил, действующих на
направляющие станины токарного станка
сравнить полученные данные с допускаемыми нормами средних
удельных давлений. Осуществить расчет максимальных удельных
давлений значительно сложнее, и его приводят в специальной ли-
тературе по расчету станков. Для чугунных направляющих станков
нормаль станкостроения Н49-2 допускает следующие значения наи-
большего удельного давления Ртах: а) при малых скоростях сколь-
жения, порядка скоростей подачи (токарные, фрезерные и аналогич-
ные станки), Ртах = 25-ьЗО кПсм*\ б) при больших скоростях
скольжения, порядка скоростей резания (строгальные, долбежные
станки), Ртах = 8 кПсм\ в) для направляющих специальных
станков, работающих с постоянными тяжелыми режимами резания,
указанные значения Ртах следует уменьшить ~ на 25%; г) для
направляющих тяжелых станков Ртах ~ 10 кПсм* при малых ско-
ростях скольжения И Ртах ~ 4 кГ1см* при больших скоростях.
405
Для направляющих шлифовальных станков упомянутая нормаль
значений Ртах не дает. В практике для шлифовальных станков при-
меняют Ртах = 0,7 кГ1см*. Если при выполнении проверочного
расчета ограничиваются определением только средних величин
удельного давления, то для них рекомендуется допускать значе-
ния, не превышающие половины величин.
§ 3. РАСЧЕТ ХОДОВЫХ ВИНТОВ И ГАЕК
где
В процессе проектирования станка размеры ходового винта и
гайки определяют, исходя из износостойкости, прочности и жест-
кости этих деталей и устойчивости ходового винта. Эти детали
в станке являются наиболее ответственными и от точности их работы
зависит точность нарезаемой детали. Для определения размеров
винта и гайки необходимо определить максимальную тяговую
силу Q. Для токарных станков с комбинированными и треуголь-
ными направляющими тяговая сила
Q = H(^ + G) + K^
р — приведенный коэффициент трения на направляю-
щих; для токарных станков р, •= 0,18;
Рг — составляющая сила резания, прижимающая ка-
ретку суппорта к направляющим, в кГ\
G — вес перемещающихся частей каретки суппорта в кГ\
К = 1,5 — опытный коэффициент для токарных станков;
Рх — составляющая сила резания в направлении по-
дачи в кГ.
Расчет ходового винта на прочность. Ходовой винт подвер-
гается сжатию и кручению. Приведенное напряжение при работе
винта на сжатие или растяжение, а также и кручение опреде-
ляется по формуле
°"₽ = V [у] + 4^ кГ/мм\
где — крутящий момент в кПсм на ходовом винте;
tg В «о
т) = |g р) — к. п. д. винтовой передачи; р — угол подъема
средней винтовой линии резьбы; р = 6 ч-
4-8° — угол трения;
Q — максимальная тяговая сила в кГ\
F — площадь поперечного сечения винта, рассчи-
танная по опасному сечению.
Момент сопротивления сечения F при кручении
«net/? г? di q
wo=-[6==Fi ММ ’
где dx — минимальный диаметр винта; размер определяется по
внутреннему диаметру резьбы в мм.
406
После решения уравнения полученное значение оЛр сравнивают
с пределом текучести материала ат, при этом необходимо, чтобы
(3,5 4-5) опр ог.
Расчет ходового винта на износоустойчивость. Расчет на из-
носоустойчивость сводится к определению среднего диаметра винта
по допускаемым удельным давлениям, согласно формуле
4Р = 5,6
где Q— максимальная тяговая сила, развиваемая вин-
том, в кГ\
t — шаг резьбы ходового винта в мм;
V = 1,5 4-4 — отношение длины гайки к среднему диаметру
резьбы;
для маточных гаек X' = 3±0,5;
h — рабочая высота витка в мм, для трапецеидаль-
ной резьбы 0,5 --, z — число заходов резьбы;
р — среднее удельное давление на рабочих по-
верхностях резьбы в кПсм\ определяемое по
табл. 29.
Расчет ходового винта на устойчивость. Если ходовой винт
работает на сжатие под действием силы Q и притом длина его зна-
чительна в сравнении с диа-
метром, может возникнуть
опасность бокового выпучи-
вания винта, и поэтому он
должен быть проверен на ус-
тойчивость. Устойчивость хо-
дового винта зависит от по-
перечного его размера в опас-
ном сечении и от рода опор.
На рис. 204, а—д приведены
различные схемы расположе-
ния опор ходовых винтов.
При расчете ходового винта
на устойчивость необходимо,
чтобы гайка находилась в
крайнем положении на винте,
причем длина рабочей части
винта должна быть максимальной. По формуле Эйлера внут-
ренний диаметр винта определяют по моменту инерции поперечного
сечения, не учитывая влияние витков, что несколько увеличивает
запас прочности:
Qnv/2 nd\! dQ\
'mi" = = м' °’375 + °’625 Г ЛЛ1“’
//из и 1 /
407
Таблица 29
Среднее удельное давление р в кГ/см.г, применяемое для ходовых винтов
Применение Материал винтовой пары винт — гайка
Сталь зака- ленная — чугун Сталь неза- каленная — бронза Сталь зака- ленная, поли- рованная — бронза
Винты, предназначенные для на- резания резьб Прочие винты механизмов подач 20 50 30 по 60 150
где Q — максимальная тяговая сила в кГ;
пу — коэффициент запаса устойчивости, определяемый по нор-
мали станкостроения Н48-62, следует принимать: для
вертикальных винтов пу — 2,54-4, для горизонтальных
ходовых винтов Пу Ss 4, для фрезерных станков пу ==; 4;
I — максимальная рабочая длина в мм;
т — коэффициент, зависящий от рода опор и способа заделки
концов винта, определяемый по рис. 204;
Е — модуль упругости первого рода в кГ/мм2;
dx — внутренний диаметр резьбы в мм;
d0 — наружный диаметр в мм.
Для нормальной трапецеидальной резьбы по ОСТу 2410 при
диаметре от 12 до 125 мм отношение колеблется в пределах 1,4
и 1,15 и тем больше, чем меньше диаметр резьбы.
Глава XXV
ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ, УСТАНОВКА НА ФУНДАМЕНТ,
ИСПЫТАНИЕ, ПРИЕМКА И ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ
ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТАНКОВ
§ 1. СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СТАНКОВ
Для предотвращения механических повреждений в процессе
транспортирования станков с завода'изготовителя к потребителю,
а также для предохранения от попадания на них влаги и пыли
станки тщательно упаковывают в деревянные ящики, обеспечиваю-
щие надежную неподвижную их установку. Кроме того, внутри
а) 5)
Рис. 205. Схема транспортировки станка
ящика станок надежно закрывается пергаментом. Все обработанные
поверхности станка подлежат защитной смазке. На ящиках указы-
ваются все предостерегающие знаки ц надписи, так, например,
«Верх», «Не кантовать» и т. д. Погрузку и разгрузку ящика со
станком осуществляют с помощью грузоподъемных механизмов.
Обводку канатом ящика со станком необходимо производить по
указанным на ящике местам. На рис. 205, а приведен пример подъема
автомата мод. 1Б136. После поступления на завод-потребитель
409
станок осторожно распаковывают, начиная с верхнего щита, потом
отделяют боковые щиты, затем транспортируют на место установки.
На рис. 205, б приведена схема внутреннего транспортирования
станка в цехе. Во время транспортирования необходимо следить за
тем, чтобы не помять тросами выступающие части: кожухи, крышки
и т. д. Для этого в соответствующих местах устанавливают дере-
вянные подкладки.
§ 2. РАССТАНОВКА СТАНКОВ В ЦЕХЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПЛОЩАДИ
При расстановке станков в цехе необходимо предусмотреть сле-
дующее: а) расстановка станков должна быть такой, чтобы обеспе-
чить наименьший путь движения обрабатываемых деталей; б) со-
блюдать минимальные затраты производственной площади, исходя
из общей компоновки цеха. В массовом и серийном производствах
наиболее целесообразно располагать станки на механическом
участке в порядке технологической последовательности обработки
деталей. Станки располагают в линйи с замкнутым циклом обра-
ботки деталей (рис. 206). В массовом и крупносерийном производ-
ствах такие линии станков проектируют и выполняют для изготов-
ления одной детали. В то же время при серийном производстве на
одной линии станков обрабатывают несколько однотипных деталей.
Для определения площади механического участка необходимо рас-
положить контуры станков на плане цеха, изготовив их из картона
в масштабе, соответственно масштабу цеха (1 : 100, 1 : 50 и реже
1 : 200). Расстояние между колоннами по ширине принимается рав-
ным 24 м, а по длине — шаг 12 м. Пристенные колонны располо-
жены друг от друга на расстоянии 6 м. Располагать станки на
плане пролета необходимо так, чтобы избежать возвратного движе-
ния деталей, т. е. против основного направления. Нормальная
длина технологической линии обработки нескольких деталей в се-
рийном производстве не должна превышать 50—60 м. После уста-
новки станков на плане наносят разными цветами технологические
потоки движения деталей, что дает ясное представление о правиль-
ности расположения станков. В процессе расположения станков на
плане необходимо также предусмотреть центральный проезд, место
для установки рольганга или конвейера, после чего определяется
окончательная ширина пролета. В пролете предусматривают место
мастера, инструментально-раздаточную кладовую, склад готовых
деталей и др. При разработке плана расположения станков в про-
лете нужно произвести привязку станков к колоннам и друг к другу.
Расстояние между станками, а также от станков до колонны должно
быть таким, чтобы можно было работать на станке, не подвергая
опасности рабочего. Это расстояние предусматривается правилами
техники безопасности и промсанитарии. Чтобы определить удель-
ную площадь, необходимо общую площадь, занятую под станки
410
Рис. 206. Расстановка станков в поточной линии для обработки коленчатых валов автомобильного двигателя:
/ — фрезерно-центровальный станок: 2, 6, 16, 21, 29, 47, 57, 69, 73 — пресс гидравлический 25 nv, 3, 4 — специальный токарный; 5,
19, 20, 50 — 52, 56, 58—61, 63 — круглошлифовальный; 7—15 — специальный токарный; 17, 18 — круглошлифовальный; 22 — аг-
регатный; 23 — 25 — специальный токарный; 26, 28 — специальный токарный; 27, 55 — токарный полуавтомат; 30 — 32, 53, 54 —
круглошлифовальный; 33—39 — агрегатный; 40—43, 65 — вертикально-фрезерный; 44, 49, 72 — радиально-сверлильный; 45 — за-
калочный агрегат; 46 — центровальный двусторонний; 48 — агрегатный; 62 — магнитный дефектоскоп; 64, 66—68 — вертикально-
сверлильный; 70 — станок для суперфиниша; 71 — балансировочный; 74 — моечная машина; 75 — шпоночно-фрезерный
и проходы, разделить на количество станков. Удельная пло-
щадь для малых станков 10—12 л<2, средних 15—25 л?, для
крупных 30—45 м2 и для тяжелых и уникальных 50—150 м2
на оди н станок.
§ 3. СПОСОБЫ КРЕПЛЕНИЯ СТАНКОВ
НА ФУНДАМЕНТАХ
Крепление станков на фундаментах является одним из необхо-
димых условий для обеспечения требуемой точности работы. Назна-
чение фундамента заключается в передаче нагрузки от веса станка
и сил инерции во время его работы основанию. Фундаменты под
металлорежущие станки делятся на две основные группы. К первой
группе относятся фундаменты, являющиеся только основанием для
станка, ко второй — фундаменты, которые жестко связаны со
станком и придают станку дополнительную устойчивость и жест-
кость. Если для станка хотя бы по одному из своих признаков необ-
ходим фундамент второй группы, а по всем остальным признакам —
первой, то расчет и изготовление фундамента нужно отнести ко вто-
рой группе. Станки также устанавливают на деревянном полу цеха
с соответствующей выверкой и креплением станины к полу винтами;
на бетонном полу — с выверкой и креплением фундаментными бол-
тами. Для этого на бетонном полу производят разметку гнезд по
размерам, соответствующим отверстиям крепления станины станка,
затем производят вырубку гнезд. Глубина гнезда зависит от разме-
ров станка и его устойчивости в процессе работы. После установки
и выверки станка по уровню фундаментные болты заливают цемент-
ным раствором. На отдельные фундаменты устанавливают те станки,
которые в процессе работы подвержены сотрясениям, передающи-
мся через пол. Кроме того, все прецизионные и крупные станки
весом более 10 т устанавливают на отдельных специальных фунда-
ментах. Точность и долговечность работы станков зависит от пра-
вильности установки их на фундамент. В каждом паспорте станка
имеется чертеж фундамента, что является руководством при его
установке. В чертежах указаны все необходимые размеры для его
изготовления, а также свободное пространство для выступающих
и движущих частей станка. При установке станка необходимо сохра-
нить межстаночные проходы согласно правилам техники безопас-
ности.
Прочное основание, находящееся под фундаментом, является
главным условием правильной установки и работы станков. Допу-
скаемое давление на грунт при заложении оснований на глубине
не более 4 м от поверхности земли не должно превосходить для или-
стого грунта 0,5 к/7см2,| слабого глинистого грунта 1 кПсм2, пыле-
вого сухого, чистого малоуплотненного песка 2 кПсм2, плотного
глинистого грунта и крупного плотного песка 4 кПсм2, гравия и
крупного песка 6 кПсм2.
412
§ 4. РАСЧЕТ ФУНДАМЕНТОВ
Все прецизионные и тяжелые металлообрабатывающие станки,
а также станки, работающие с большими динамическими нагруз-
ками, устанавливают на индивидуальные фундаменты. Отдельные
фундаменты должны обеспечить полную изоляцию данного станка
от других станков в отношении передачи вибрации через грунт,
способствовать повышению жесткости станины и виброустойчивости,
Рис. 207. Установка токарно-винторезного станка на фундамент
обеспечить правильное положение станка при работе. Высота бетон-
ных фундаментов Н выбирается обычно в зависимости от его длины L
по формуле
H = KVL (И и Lb м).
Коэффициент принимается равным 0,2 для токарных и гори-
зонтально-протяжных станков, 0,3 для продольно-строгальных,
продольно-фрезерных и расточных станков, 0,4 для шлифовальных
станков и 0,6 для зуборезных и карусельных станков.
На рис. 207 представлена установка и закрепление токарного
станка на фундаменте.
Расчет фундамента по удельным давлениям на грунт осуще-
ствляется следующим способом. Площадь основания F выбирают
из условия, чтобы удельные давления на грунт не превосходили
допускаемых значений. Общая нагрузка на фундамент Q состоит
из веса станка, обрабатываемой детали и самого фундамента. При
эксцентричном приложении силы веса эпюра удельных давлений на
грунт представляет собой трапецию и наибольшее значение этого
давления определяется по формуле
^ = 7(1 + ^г) кГ1см*>
где х0 — эксцентрицитет приложения суммарной силы в кГ;
L — длина фундамента см.
413
В зависимости от типа грунта выбираются удельные давления
на грунт, которые делятся на категории: I —слабые, II — средние,
III — прочные и IV — скальные. Осадка грунта под действием
данного удельного давления характеризуется коэффициентом упру-
гого равномерного сжатия
кГ/см\
где z — осадка фундамента в см.
В табл. 30 приведены значения <sz и Cz для различных категорий
грунтов.
Таблица 30
сг и Cz для различных категорий грунта
Показатели Категория грунта
I 1 II III IV
Допустимое удельное давление на грунт (Jz в кГ/см? Коэффициент Cz в кГ1см? .... 1,5 До 3 1,5-3,5 3-6 со сг/сл 1 1 — СТ) о >6 > 10
§ 5. ИСПЫТАНИЕ И ПРОВЕРКА СТАНКОВ НА ГЕОМЕТРИЧЕСКУЮ
ТОЧНОСТЬ
Станки после ремонта должны быть подвергнуты внешнему
осмотру, испытанию на холостом ходу, под нагрузкой в процессе
работы, на точность и жесткость. Все это осуществляется на спе-
циальных стендах, имеющихся в ремонтно-механическом цехе.
После внешнего осмотра станка приступают к его испытанию на
холостом ходу. Проверка механизмов главного движения произво-
дится последовательно на всех числах оборотов шпинделя или двой-
ных ходов ползуна и т. д. На последней скорости станок должен ра-
ботать в течение 1,5—2,0 ч до установления постоянной темпера-
туры всех механизмов станка. В процессе работы необработанных
сопрягающихся пар возникает температура, которая не должна
превышать 70° С для подшипников скольжения и 80° С для под-
шипников качения. Остальные механизмы подач не должны иметь
температуру выше 50° С. Максимальная температура масла в резер-
вуарах допустима до 60° С.
В процессе испытания станка проверяется взаимодействие всех
его механизмов, безотказность и своевременность действия раз-
личных автоматических устройств, выключателей, тормозных и
защитных устройств по технике безопасности и т. д. Особое внима-
414
ние следует уделять проверке исправности действия системы смазки,
системы охлаждения, гидравлических и пневматических устройств.
В процессе испытания станка работа должна быть плавной, без
толчков, без сильного шума, стуков или сотрясений, вызывающих
вибрацию станка. Станок работает удовлетворительно, если шум
станка, работающего вхолостую, едва слышен на расстоянии 4—5 м.
Переключение рукояток не должно вызывать больших усилий. При
испытании станка на холостом ходу проверяются также и его
паспортные данные. Допускается отклонение фактических данных
от паспортных не более чем на 5%. После проверки станка на холо-
стом ходу приступают к испытанию станка в работе под нагрузкой.
Это испытание позволяет выявить качество его работы. Испытание
под нагрузкой производится в условиях, близких к производствен-
ным. Образцы, подлежащие испытанию, обрабатывают с такими
режимами резания, чтобы нагрузка не превышала номинальной
мощности привода в течение основного времени испытания. В про-
цессе испытания допускается кратковременная перегрузка свыше
номинальной мощности на 25%. Время испытания под полной
нагрузкой станка должно быть не менее 0,5 ч. При испытании станка
в работе под нагрузкой или на производительность все звенья
станка должны работать исправно без перебоев. Системы смазки и
охлаждения должны работать безотказно. Выделяемое тепло при
работе подшипников и фрикционных муфт должно быть в пределах
допустимого.
Кроме испытания станка под нагрузкой, производят испытание
станка на точность и жесткость. Собранный после ремонта станок
перед его эксплуатацией проверяют на точность. Проверку на точ-
ность станка осуществляет контрольный мастер с обязательным
участием представителей ремонтно-механического цеха. Технический
контроль предусматривает проверку геометрической точности и
жесткости станка и измерение точности обрабатываемых на станке
деталей. Проверка точности станков, вышедших из ремонта, выпол-
няется по нормам точности для приемки новых станков согласно
ГОСТу 8—53 «Станки металлорежущие. Общие условия к стандар-
там на нормы точности». Испытание на жесткость станков соответ-
ствующих групп производится в соответствии с требованиями
ГОСТа 7035—54 «Станки металлорежущие. Общие условия к стан-
дартам на нормы жесткости» по нормам, установленным в соответ-
ствующих стандартах. Выявленные в процессе испытания дефекты
заносят в ведомость дефектов и передают для устранения ремонтной
бригаде. Осмотр, испытание и проверка собранного станка произ-
водится в присутствии бригадира слесарей-сборщиков, мастера
ремонтно-механического цеха и контрольного мастера. Затем про-
веряют отдельные узлы станка, наличие таблиц, ограждения, необ-
ходимые при обслуживании станка, и др. После окончательной
проверки станок обезжиривают, грунтуют и красят. Станок пере-
дается в цех по акту для его эксплуатации.
415
$ 6. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТАНКОВ
В процессе работы металлообрабатывающих станков, имеющих
гибкий привод от электродвигателя к коробке скоростей, возникает
необходимость в периодическом его натяжении. Гибким приводом
может быть клиноременная, ременная и цепная передачи. В про-
цессе работы от действия сил на ременную или клиноременную
передачу происходит их растяжение, а следовательно, возникает
потеря чисел оборотов на ведущем валу, что также приводит к по-
тере мощности на шпинделе. Приводная цепь в процессе работы
изнашивается в звеньях, что приводит ее к удлинению, а следова-
тельно, и излишнему провисанию, в результате чего цепь может
соскочить со звездочек. Для регулирования натяга гибких передач
электродвигатель необходимо устанавливать на салазках, переме-
щая его вдоль направляющих салазок, незначительно увеличивать
межцентровое расстояние, тем самым производится натягивание
гибкой передачи. Если цепь сильно сработалась, она подлежит
замене, так как зубья звездочки будут находить на соединительные
ролики цепи, что приведет к ее разрыву.
Дисковые фрикционные муфты в процессе работы подлежат
регулированию. Диски должны быть плотно сопряжены между собой
при включении и свободны после выключения. Если при регулиро-
вании фрикционных муфт произведен чрезмерный натяг дисков,
то в процессе их выключения создается повышенное трение, а сле-
довательно, возникает высокая температура, что приводит к бы-
строму износу дисков. Если же натяг не достаточен, то в процессе
включения происходит проскальзывание дисков, что также вызы-
вает повышенную температуру и чрезмерный их износ. Оконча-
тельное регулирование дисковых фрикционных муфт осуществляется
в процессе испытания станка под нагрузкой.
Регулирование шпиндельной группы станка необходимо осу-
ществлять не только после капитального ремонта станка, но и
в процессе его эксплуатации. В процессе эксплуатации станка про-
исходит износ конических роликовых подшипников, которые вос-
принимают основную нагрузку при резании. В результате образо-
вания повышенного зазора в подшипниках возникают вибрации
шпинделя и ухудшается качество поверхности обрабатываемой де-
тали. Для устранения зазора отвертывают винт, который предна-
значен для стопорения гайки шпинделя, и поджимают гайку, кото-
рая действует на упорное кольцо, а кольцо на обойму подшипника,
смещая ее вдоль оси шпинделя до тех пор, пока установится нужный
зазор. Шпиндель при вращении его вручную не должен вызывать
дополнительное усилие в результате излишнего зажатия подшип-
ников.
Регулирование суппортной группы. В процессе работы суп-
портов, вследствие износа трущихся поверхностей, периодически
требуется осуществлять их регулирование. Для уменьшения объема
416
пригоночных работ в процессе регулирования применяют компен-
саторы износа. На рис. 208 представлены компенсаторы износа,
с помощью которых происходит регулирование суппортной группы
станка. На рис. 208, а показана нерегулируемая прижимная план-
ка /, прижатая к столу крепежным винтом 4 с таким расчетом,
чтобы обеспечить нормальный зазор между изнашивающимися по-
верхностями 2 и 3. На рис. 208, б изображена конструкция регули-
руемого компенсатора износа прижимной планки 6 с установочным
винтом 5. Вначале прижимают неподвижную планку 1 крепежным
винтом 4, при этом зазо-
ры 2 и 3 регулируются
винтом 5. На рис. 208, в
компенсатором служит
ромбическая планка /,
а зазор 2 иЗ между тру-
щимися повер хностями
регулируется установоч-
ным винтом 4. К — наи-
больший допустимый за-
зор между ромбической
планкой 1 и суппортом.
На рис. 208, г показан
ромбический регулируе-
мый компенсатор /, он
прижимается винтом 6 к
суппорту, а зазор между
трущимися поверхностя-
ми регулируется вин-
том 5. На рис. 208, д
показан компенсатор из-
носа, представляющий
собой клин 2. С помощью винта 1 клин 2 перемещается вправо и
уменьшается зазор 3 и 4 между сопрягаемыми плоскостями. После
установки нормального зазора винтом 5 фиксируют клин 2.
Восстановление точности направляющих станин осуществля-
ется в процессе их ремонта. Прежде всего необходимо опреде-
лить, какой ремонт следует произвести подлежащим восстановлению
направляющим, а затем принимать решение о способе их восстанов-
ления. Если направляющие токарно-винторезного станка шириной
до 100 мм и длиной до 1000 мм имеют погрешность 0,15 мм, то
их необходимо восстанавливать с помощью шабрения. При увели-
чении погрешности направляющие подлежат обработке резанием
на строгальном, фрезерном или шлифовальном станке. Шлифоваль-
ная и строгальная операции могут быть окончательными, если стро-
гание производится широкими резцами при малой глубине резания
и большой подаче. После фрезерования необходимо производить
шабрение по контрольной линейке на краску. Качество шабрения
417
определяется количеством точек в квадрате 25x25 мм. Для направ-
ляющих скольжения шириной до 120 мм количество пятен должно
быть не менее 16, а при ширине станины до 250 мм — не менее 10.
Если направляющие станины имеют закаленную поверхность,
тогда вместо шабрения их поверхности шлифуют и реже притирают.
Восстановление точности различных станков путем ремонта является
важным вопросом, который описан в специальной литературе.
§ 7. ВИДЫ ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО РЕМОНТА
МЕТАЛЛОБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ
В настоящее время для более рационального использования
оборудования создана и внедрена стройная система планово-пре-
дупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологи-
ческого оборудования. ЭНИМСом 1 разработаны основные положе-
ния по эксплуатации и ремонту металлорежущих станков и авто-
матических линий. Совокупность организационных и технических
мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту металло-
режущих станков и автоматических линий, проводимых по заранее
составленному плану с целью обеспечения безотказной их работы,
называется системой планово-предупредительного ремонта (ППР).
Основной задачей системы ППР является удлинение межремонтного
периода работы металлообрабатывающих станков и автоматических
линий, снижение расходов на их ремонт и повышение качества
ремонта. Система ППР предусматривает: 1) определение видов ре-
монтных работ; 2) планирование профилактических операций по
уходу и обслуживанию оборудования и контроль за их осуществле-
нием; 3) разработку основных положений по эксплуатации оборудо-
вания; 4) определение категорий сложности ремонта металлооб-
рабатывающих станков; 5) определение продолжительности ремонт-
ных циклов, межремонтных периодов и структуры ремонтных цик-
лов; 6) применение прогрессивной технологии ремонта; 7) органи-
зацию ремонтного хозяйства и ремонтных бригад; 8) организацию
изготовления, снабжения, хранения и учета запасных частей;
9) организацию смазочного хозяйства; 10) организацию материально-
технического снабжения ремонтного хозяйства; 11) обеспечение
технической документацией и организацию чертежного хозяйства;
12) организацию контроля ремонтных работ и правильность эксплуа-
тации оборудования; 13) повышение квалификации обслуживающего
персонала; 14) разработку нормативов; 15) разработку системы
оплаты труда работников ремонтной службы.
Межремонтное обслуживание. Этот вид обслуживания метал-
лообрабатывающих станков и автоматических линий является
профилактической операцией, проводимой с целью удлинения сро-
1 Единая система планово-предупредительных ремонтов и рациональной
эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий.
Издание пятое, Машгиз, 1964.
418
ков службы деталей, узлов и других его механизмов. Межремонт-
ное обслуживание сводится к следующему: осмотр станков, про-
верка маслопроводов, системы охлаждения, осмотр механизмов
управления, контрольных приборов, ограждений, устранение мел-
ких дефектов, проверка крепежных деталей и другие мелкие работы.
Межремонтное обслуживание автоматических линий должно про-
изводиться при работе в две смены — в нерабочую смену, при работе
в три смены — на стыке смен. Системой ППР предусмотрено три
основных вида плановых ремонтов: малый, средний и капитальный.
Малый ремонт. Малым ремонтом называется наименьший по
объему вид планового ремонта, при котором заменой или восстанов-
лением небольшого количества изношенных деталей и регулирова-
нием отдельных узлов и механизмов обеспечивается нормальная
работа станка до очередного планового ремонта. При малом ремонте
выполняются следующие работы: 1) частичная разборка станка;
2) замена изношенных втулок; 3) регулирование подшипников каче-
ния и замена изношенных; 4) регулирование плавности перемеще-
ния суппортов, столов и др.; 5) ремонт ограждений станка; 6) замена
изношенных деталей, которые не выдержат до очередного планового
ремонта; 7) испытание станка на холостом ходу, проверка на шум,
нагрев и другие факторы. Продолжительность малого ремонта
должна соответствовать установленным нормам простоя станков.
Средний ремонт. Средним ремонтом называется такой вид пла-
нового ремонта, при котором производят частичную разборку стан-
ков и другого оборудования автоматических линий. При среднем
ремонте осуществляют восстановление изношенных деталей и узлов,
которые не в состоянии проработать до очередного планового сред-
него или капитального ремонта. В процессе среднего ремонта про-
исходит: 1) частичная разборка станка и составление ведомости
дефектов; 2) шабрение или шлифование станины и всех направляю-
щих суппортов; 3) замена или восстановление валиков, подшипни-
ков, дисков фрикционов, зубчатых колес, винтов и гаек поперечных
и продольных подач и др.; 4) ремонт насосов и других агрегатов;
5) испытание станка после сборки на холостом ходу и под нагрузкой
на всех скоростях; 6) проверка станка на точность по ГОСТу уни-
версального оборудования и ТУ специальных станков; 7) окраска
станка.
Капитальный ремонт. Капитальным ремонтом называется наи-
больший по объему вид планового ремонта, при котором производят
полную разборку станка и всех его узлов и другого оборудования
в автоматической линии, замену всех изношенных деталей и узлов,
ремонт всех базовых деталей. При капитальном ремонте станка или
автоматической линии осуществляется полная разборка станка или
линии, промывка, составление ведомости дефектов, замена изно-
шенных деталей и даже целых узлов. После ремонта станок испы-
тывают на холостом ходу, затем под нагрузкой и проверкой на точ-
ность по ГОСТу и ТУ и на точность обрабатываемой детали. После
419
окончания проверок станка его красят. Нормативы на простои
металлообрабатывающих станков и автоматических линий указаны
в табл. 31. Внеплановый ремонт. Внеплановым ремонтом назы-
вается ремонт, вызванный аварией станка или автоматической
линии, или ремонт, не предусмотренный годовым планом. Внепла-
новый ремонт не имеет места на производстве, где хорошо органи-
зована система ППР, когда уход за станками и автоматическими
линиями выполняется строго по графику.
Таблица 31
Нормативы длительности простоя из-за ремонта станков
и оборудования автоматических линий
Вид ремонта Металлорежущие станки
Нормативы простоя в сутках на одну ремонтную единицу при работе бригады в смену
в одну в две в три
Проверка на точность 0,1 0,05 0,04
Малый 0,25 0,14 0,10
Средний 0,60 0,33 0,25
Капитальный 1,00 0,54 0.41
Автоматические линии при выводе в ремонт отдельных агрегатов
Вид ремонта Нормативы простоя в сутках на одну ремонтную еди- ницу при работе бригады на автоматической линии
с последовательным распо- ложением оборудования с параллельно-последова- тельным расположением оборудования
в одну смену в две смены в одну смену | в две смены
Малый 0,20 0,10 0,20 0,11
Средний 0,50 0,25 0,50 0,28
Капитальный 0,90 0,50 1,00 0,54
Категория сложности ремонта и трудоемкости ремонтных работ.
Трудоемкость ремонтных работ зависит от вида и сложности ремонта
станка или агрегата. Степень сложности ремонта станка или агре-
гата оценивается в категориях сложности ремонта. В качестве
эталона принят токарно-винторезный станок мод. 1К62 с расстоя-
нием между центрами 1000 мм, имеющий 11-ю категорию сложности
и обозначается буквой R, Цифра, стоящая перед R, означает коли-
чество единиц ремонтосложности данного станка. Например, 107?
это значит, что станок отнесен к 10-й категории сложности, что
соответствует токарно-револьверному станку мод. 1А36. Чем менее
сложный станок и проще ремонт, тем ниже его категория слож-
ности.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ
СТАНКОВ, ПРИВЕДЕННЫХ В НАСТОЯЩЕМ УЧЕБНИКЕ.
Токарно-винторезный станок мод. 1К62. Наибольший диаметр обрабатывае-
мой заготовки над станиной 400 мм, над суппортом 200 мм. Наибольший диаметр
обрабатываемого прутка 45 мм. Расстояние между центрами 710 и 1000 мм.
Наибольшая длина обтачивания 640 и 930 мм. Число скоростей вращения шпин-
деля 24. Пределы чисел оборотов шпинделя 12,5—2000 в минуту. Пределы вели-
чин продольных подач суппорта 0,07—4,16 мм!об. Пределы величин поперечных
подач суппортов 0,035—2,08 мм!об. Шаги нарезаемых резьб: метрической
1—192 мм, дюймовой 24—2 числа ниток на 1", модульной 0,5П—48П мм питче-
вой 96—1 питча. Скорость быстрого продольного перемещения суппорта 3,4 м/мин.
Мощность главного электродвигателя 10 кет.
Токарно-затыловочный станок мод. К96. Высота центров 260 мм. Расстояние
между центрами 750 мм. Максимальный диаметр затылуемого инструмента над
суппортом 290 мм. Число скоростей вращения шпинделя 8. Пределы прямых чисел
оборотов шпинделя 4,5—50 в минуту. Пределы обратных чисел оборотов шпин-
деля 9—100 в минуту. Мощность электродвигателя 2,5 кет.
Карусельный станок мод. 1553. Наибольший диаметр обрабатываемой детали
без бокового суппорта 2300 мм, с боковым суппортом 2100 мм. Диаметр план-
шайбы 2100 мм. Наибольшая высота обрабатываемой заготовки 1600 мм. Наи-
большее вертикальное перемещение верхних суппортов: правого 865 мм, левого
950 мм. Наибольшее горизонтальное перемещение верхних суппортов: правого
1315 мм, левого 1215 мм. Наибольшее вертикальное перемещение бокового суп-
порта 1520 мм. Наибольшее горизонтальное перемещение бокового суппорта
600 мм. Число скоростей вращения планшайбы 18. Наименьшее и наибольшее
число оборотов планшайбы 1,4 и 48 в минуту. Количество величин подач суп-
порта 1. Наименьшая и наибольшая величины подачи суппортов 0,2 и 9 мм!об.
Скорость перемещения траверсы 400 мм/мин. Мощность главного электродви-
гателя 40 кет.
Токарно-револьверный станок мод. 1П365. Наибольший диаметр заготовки,
обрабатываемой над станиной, 500 мм. Наибольший диаметр заготовки, обраба-
тываемой над поперечным суппортом, 320 мм. Диаметр отверстия шпинделя
85 мм. Наименьшее и наибольшее расстояние от торца шпинделя до плоскости
револьверной головки 275—1000 мм. Наибольшее поперечное перемещение попе-
речного суппорта 265 мм. Число скоростей вращения шпинделя 12. Пределы
чисел оборотов шпинделя 34—1500 в минуту. Количество величин подач суп-
портов 18. Пределы величин продольных подач револьверного и поперечного
суппортов 0,09—2,7 мм/об. Пределы величин поперечных подач поперечного
суппорта 0,045—1,35 мм!об. Скорость быстрого продольного перемещения суп-
портов 8 м/мин. Мощность главного электродвигателя 14 кет.
Одношпиндельный токарный полуавтомат мод. 1А730. Наибольший диаметр
обработки над суппортом 300 мм, над станиной 410 мм. Наибольшая длина
обработки (двумя резцами) 460 мм. Высота центров 200 мм, расстояние между
центрами 200—500 мм. Количество скоростей шпинделя 12. Число оборотов
шпинделя 56—710 в минуту. Наибольшая длина рабочего продольного хода
переднего суппорта 250 мм, величина поперечного перемещения переднего суп-
порта по копирной линейке 10 мм. Количество продольных передач переднего
суппорта*8; величины продольных передач переднего суппорта 0,12—1,38 мм^об.
Скорость быстрого перемещения переднего суппорта 2,3 м/мин. Наибольшая
длина установочного хода заднего суппорта в поперечном направлении 225 мм,
наибольшая длина рабочего хода заднего суппорта 135 мм. Величины поперечных
подач заднего суппорта 0,016—2,37. Количество поперечных подач заднего суп-
порта на каждую продольную подачу переднего суппорта 16.
Одношпиндельный токарно-револьверный автомат мод. 1А136. Наибольшие
размеры обрабатываемого прутка: круглого 36 мм, квадратного (сторона) 25 мм,
42!
шестигранного (расстояние между сторонами) 30 мм. Наибольшая длина подачи
прутка 90 мм. Наибольший диаметр нарезаемой резьбы: для стали 22 мм, для
латуни 27 мм. Число гнезд револьверной головки 6. Наибольшее перемещение
револьверной головки 80 мм. Число суппортов 3. Наибольшее поперечное пере-
мещение суппортов 40 мм. Пределы чисел оборотов шпинделя 100—2000 в минуту.
Время изготовления одной детали 11,6—477 сек,. Мощность главного электродви-
гателя 4,2 квт.
Токарный шестишпиндельный автомат мод. 1240-6. Число шпинделей 6.
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка 40 мм. Наибольшая длина подачи
прутка 190 мм. Число оборотов шпинделей 156—2120 в минуту. Число продоль-
ных суппортов 1. Число поперечных суппортов 6. Наибольший ход суппортов
при нормальных кулачках: продольного 160 мм, поперечных 60 мм. Время холо-
стого хода 2,7 сек. Мощность электродвигателя главного привода 20 квт.
Вертикально-сверлильный станок мод. 2А135. Наибольший диаметр сверле-
ния 35 мм. Наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола 750 мм. Расстоя-
ние от оси шпинделя до вертикальных направляющих станины 300 мм. Наиболь-
ший ход шпинделя 225 мм. Рабочая площадь стола: длина 500 мм, ширина
450 мм. Наибольшее вертикальное перемещение стола 325 мм. Число скоростей
вращения шпинделя 9. Пределы чисел оборотов шпинделя 68—1100 в минуту.
Пределы подач шпинделя 0,115—1,6 мм/об. Мощность электродвигателя главного
привода 4,5 квт. Габариты станка 1240x810x2500 мм.
Радиально-сверлильный станок мод. 2В56. Наибольший диаметр сверления
50 мм. Вылет шпинделя 1500 мм. Наибольший ход шпинделя 350 мм. Конус отвер-
стия шпинделя Морзе № 5. Число скоростей вращения шпинделя 10. Пределы чисел
оборотов шпинделя 55—1660 в минуту. Величина подач от 0,15 до 1,2 мм!об. Ско-
рость вертикальных перемещений траверсы 900 мм/мин. Мощность главного элек-
тродвигателя 5,5 квт. Мощность электродвигателя перемещения траверсы 1,3 квт.
Универсальный горизонтально-расточной станок мод. 2620А. Диаметр расточ-
ного шпинделя 90 мм. Наибольшее осевое перемещение шпинделя 710 мм. Наи-
большее вертикальное перемещение шпиндельной бабки 1000 мм. Наибольший
вес обрабатываемой заготовки 2000 кГ. Наибольшее перемещение радиального
суппорта 170 мм. Пределы чисел оборотов шпинделя 1,5—2000 в минуту. Число
скоростей вращения планшайбы 15. Пределы чисел оборотов планшайбы 8—200
в минуту. Пределы величин осевых подач шпинделя от 2,2 до 1760 мм/мин.
Пределы величин подач стола и шпиндельной бабки от 1,4 до 1120 мм!мин. Пре-
делы величин подач суппорта от 0,88 до 700 мм/мин. Рабочая поверхность стола
900X 1120 мм. Мощность главного электродвигателя 7,5/10 квт.
Координатно-расточной станок мод. 2450. Размеры рабочей поверхности
стола: длина 1100 мм, ширина 630 мм. Наибольшее вертикальное перемещение
шпинделя 250 мм. Наибольшее перемещение шпиндельной коробки 250 мм.
Наименьшее и наибольшее расстояние от торца шпинделя до стола 250 и 750 мм.
Расстояние от оси шпинделя до стойки 700 мм. Наименьшее и наибольшее число
оборотов шпинделя 50 и 1900 в минуту. Наименьшая и наибольшая величина
осевой подачи шпинделя 0,04 и 0,16 мм/об. Наибольший диаметр растачивания
250 мм. Наибольший диаметр сверления 40 мн Точность установки стола по
координатам zt0,01 мм. Скорость подачи стола в продольном и поперечном напра-
влениях 36 мм!мин. Скорость быстрых перемещений стола в продольном и попе-
речном направлениях 1000 мм!мин. Мощность главного электродвигателя 2 квт.
Мощность электродвигателя привода стола 0,4 квт.
Универсальный консольно-фрезерный станок мод. 6Н81. Число скоростей
вращения шпинделя 16. Пределы чисел оборотов шпинделя 65—1800 в минуту.
Количество величин подач стола 16. Пределы величин подач стола: продольных
от 30 до 980 мм!мин, поперечных от 25 до 765 мм/мин, вертикальных от 12 до
380 мм!мин. Рабочая поверхность стола 250х 1000 мм. Скорость быстрого про-
дольного перемещения стола 2615 мм!мин. Пределы угла поворота стола ±45°;
наибольшее перемещение стола: продольное 650 мм, поперечное 200 мм и верти-
кальное 400 мм. Расстояние от оси шпинделя до стола: наименьшее 0, наибольшее
400 мм. Расстояние от оси шпинделя до хоботка 150 мм. Мощность электродвига-
телей: главного движения 5,8 квт; движения подач 1,7 квт.
422
Бесконсольный вертикально-фрезерный станок мод. 6А54. Максимальное
продольное перемещение стола 2250 мм. Рабочая поверхность стола: ширина
650 мм, длина 2200 мм. Расстояние от оси шпинделя до направляющих стойки
630 мм. Минимальное и максимальное число оборотов шпинделя 40—1240 в ми-
нуту. Число скоростей шпинделя 16. Минимальная и максимальная подачи
стола: продольная от 47 до 1532 мм/мин, поперечная от 24 до 770 мм!мин. Коли-
чество величин подач стола 16. Минимальная и максимальная скорость установоч-
ных перемещений шпиндельной бабки от 16,6 до 533 мм/мин. Скорость быстрых
перемещений стола: продольных 2307 мм!мин, поперечных 1150 мм!мин. Ско-
рость быстрого перемещения шпиндельной бабки 770 мм/мин. Мощность главного
электродвигателя 37 кет, привода подач 4,2 кет, привода быстрых перемеще-
ний 6 кет.
Продольно-фрезерный станок мод. 6632. Основные размеры стола: длина
2200 мм, ширина 630 мм. Минимальное и максимальное число оборотов шпинделя
фрезерной головки 47,5—600 в минуту. Количество фрезерных головок 3. Мощ-
ность электродвигателя фрезерной головки 10 кет, мощность электродвигателей
подач по 4,5 кет.
Резьбофрезерный станок мод. 561. Высота центров 200 мм.
Наибольший диаметр обработки: над станиной 400 мм, над суппортом 200 мм.
Диаметр отверстия полого шпинделя 82 мм. Наибольшая длина фрезерования
700 мм. Наибольшая глубина фрезерования 25 мм. Пределы нарезаемых шагов
метрических резьб 48 мм. Наибольший шаг спиральной канавки 700 мм. Пределы
нарезаемых шагов дюймовых резьб 1/i6/l3/4. Наибольший нарезаемый модуль
12 мм. Пределы диаметров, применяемых на станке фрез 70—115 мм. Количество
скоростей вращения шпинделя 5. Пределы чисел оборотов шнинделя 55—250
в минуту. Количество величин круговых подач детали 32. Пределы величин
круговых подач детали 0,014—52 об!мин. Мощность электродвигателя 3 кет.
Резьбофрезерный станок мод. 563Б. Наибольший наружный диаметр заго-
товки 460 мм. Наибольший диаметр фрезеруемой резьбы 200 мм. Наибольший шаг
фрезеруемой резьбы 3 мм. Наибольшая длина фрезеруемой резьбы 50 мм. Число
скоростей вращения инструментального шпинделя 4. Наименьшее и наибольшее
число оборотов инструментального шпинделя 190—530 в минуту. Количество
величин круговых подач 36. Мощность электродвигателя 2,2 кет.
Двухстоечный продольно-строгальный станок мод. 7231А. Размеры рабочей
поверхности стола 900x3000 мм. Длина хода стола: наименьшая 300 мм, наи-
большая 3100 мм; расстояние между стойками 1100 мм. Наибольший вес обраба-
тываемой детали 5000 кГ. Расстояние между осями вертикальных суппортов: наи-
меньшее 290 мм, наибольшее 1710 мм. Наибольшие перемещения вертикальных
суппортов: вертикальное 250 мм, горизонтальное 1420 мм. Наибольшие переме-
щения бокового суппорта: вертикальное 850 мм, горизонтальное 250 мм. Наи-
больший угол поворота суппорта ±60°. Пределы скорости хода стола 5—75 м/мин.
Мощность электродвигателя главного движения 16,2 кет. Пределы величин горизон-
тальных подач вертикальных суппортов 0,5—25 мм/дв. ход. Пределы величин вер-
тикальных подач бокового суппорта 0,25—12,5 мм/дв. ход. Скорость быстроты пе-
ремещений: вертикальных суппортов в горизонтальном направлении 2360 мм/мин,
вертикальных суппортов в вертикальном направлении 590 мм/мин, бокового суп-
порта в вертикальном направлении 1180 мм/мин. Мощность электродвигателей по-
дач 1,7 кет. Наибольшее перемещение траверсы830 мм. Скорость перемещения тра-
версы 500 мм/мин. Мощность электродвигателя привода зажима траверсы 1,7 кет.
Поперечно-строгальный станок мод. СПСО1. Размеры рабочей площади стола
458x520 мм. Наибольший угол поворота корпуса стола ±180°, наибольший угол
поворота верхней части стола 15°. Наибольшее горизонтальное перемещение
стола 660 мм, наибольшее вертикальное перемещение стола 380 мм. Пределы
величины хода ползуна 100—700 мм. Количество скоростей движения ползуна 8.
Пределы чисел двойных ходов ползуна в минуту 9—102. Количество величин
подач стола 10. Пределы величин подач стола 0,3—3,0 мм/дв. ход. Наибольшее
перемещение суппорта 160 мм. Пределы поворота суппорта ±45°. Количество
величин подач суппорта 5. Пределы величин подач суппорта 0,125—0,625 мм/дв.
ход. Мощность электродвигателя 10 кет.
423
Долбежный станок мод. 743. Диаметр круглого стола 610 мм. Наименьший
ход -долбяка 20 мм, наибольший ход долбяка 300 мм. Наибольшее перемещение
стола поперечное 600 мм, продольное 600 мм. Наибольшая высота обрабатывае-
мой детали 770 мм. Число скоростей долбяка 4. Наибольшее число двойных ходов
долбяка в минуту 80. Количество величин подач стола 40. Наибольшая продоль-
ная и поперечная подачи стола 2 мм/дв. ход, наименьшая продольная и поперечная
подачи стола 0,05 мм!дв. ход. Наибольшая круговая подача стола в град. (дв.
ход — 2/3°, наименьшая — град/дв. ход — 60. Мощность приводного электро-
двигателя 5,2 кет.
Горизонтально-протяжной станок мод. 75 ЮМ. Наибольшая тяговая сила
10 т. Наибольшая скорость протягивания 7,5 м/мин. Наибольший ход протяжки
1350 мм, наименьший 150 мм.
Круглошлифовальный станок мод. 3151. Наибольший диаметр обрабаты-
ваемой детали 200 мм. Наибольшее расстояние между центрами 75 мм. Наиболь-
шее перемещение стола 780 мм. Наибольший угол поворота стола ±6°. Наиболь-
шее поперечное перемещение шлифовальной бабки 200 мм. Наибольший диаметр
шлифовального круга 600 мм. Число оборотов шлифовального круга 1040 в ми-
нуту. Пределы скорости подачи стола от 0,1 до 10 м/мин. Число оборотов шпин-
деля передней бабки 3. Пределы чисел оборотов шпинделя передней бабки 75—300
в минуту. Пределы поперечной подачи шлифовальной бабки за ход стола от
0,01 до 0,03 мм.
Бесцентрово-шлифовальный станок мод. 3180. Наименьший и наибольший
диаметр шлифования 3—75 мм. Наибольшая длина шлифования 180 мм. Наи-
меньшее и наибольшее расстояние между осями круга 330—530 мм. Наибольшее
перемещение каретки 120 мм. Наибольшее перемещение бабки ведущего круга без
салазок 80 мм', с салазками 200 мм. Число оборотов шлифовального круга 1200
в минуту. Наименьшее и наибольшее числа оборотов ведущего круга при гидрав-
лическом приводе 25—225 в минуту. Наименьшее и наибольшее числа оборотов
ведущего круга при механическом приводе 13—94 в минуту. Число оборотов
ведущего круга при правке 300° в минуту. Наибольший угол поворота ведущего
круга 6°. Мощность электродвигателя шлифовального круга 14 кет.
Внутришлифовальный станок мод. ЗА252. Наименьший и наибольший диа-
метр шлифуемого отверстия 50—200 мм. Наибольшая длина шлифования 200 мм.
Наибольший диаметр обрабатываемой детали 620 мм. Расстояние от оси шпинделя
до стола 315 мм. Наименьшее и наибольшее число оборотов шлифовального шпин-
деля 3550—10 000 в минуту. Наибольший диаметр шлифовального круга 150 мм.
Ширина шлифовального круга 60 мм. Наименьшее и наибольшее число оборотов
шпинделя детали 140—600 в минуту. Наибольший ход стола 500 мм. Наимень-
шая и наибольшая скорость хода стола 0,3—10 м!мин. Наибольший угол пово-
рота бабки изделия +30°. Мощность приводного электродвигателя шлифоваль-
ного круга 4,5 кет.
Плоскошлифовальный станок мод. 3724. Наибольшие размеры шлифуемых
деталей: длина 2000 мм, ширина 400 мм, высота 600 мм. Продольное перемещение
стола: наименьшее 300 мм, наибольшее 2300 мм. Расстояние от оси шпинделя до
стола: наименьшее 187 мм, наибольшее 850 мм. Наибольшее поперечное переме-
щение шлифовальной бабки: ручное 520 мм, гидравлическое 500 мм. Наибольшее
вертикальное перемещение шлифовальной бабки 673 мм. Наименьший и наиболь-
ший диаметр шлифовального круга 375 и 500 мм. Наименьшая и наибольшая
ширина шлифовального круга 60 и 100 мм. Число оборотов шлифовального
круга 1470 в минуту. Наименьшая и наибольшая скорости продольного переме-
щения стола 3 и 33 м/мин. Наименьшая и наибольшая поперечная подача шлифо-
вальной бабки за ход стола 3 и 50 мм. Мощность приводного электродвигателя
шлифовальной бабки 27,5 кет. Производительность основного насоса гидросистемы
100 л!мин, вспомогательного 35 л!мин.
Зубодолбежный станок мод. 514. Наибольший наружный диаметр обрабаты-
ваемых колес с наружным зацеплением 500 мм, с внутренним зацеплением 550 мм.
Наименьший наружный диаметр обрабатываемых колес 20 мм. Наибольшая длина
обрабатываемого зуба с наружным зацеплением 105 мм, с внутренним зацепле-
нием 75 мм. Пределы модулей зубьев колес, нарезаемых по стали, 2—6 мм.
424
Наибольшее и наименьшее число двойных ходов долбяка 125—359 дв. ходJмин
Наибольший угол наклона винтового зуба 23°. Наибольший ход долбяка 125 мм.
Пределы величин круговых подач на двойной ход долбяка 0,17—0,44 мм. Мощ-
ность главного электродвигателя 2,8 квт.
Зубофрезерный станок мод. 5Д32. Наибольший диаметр нарезаемых колес
800 мм. Пределы модулей зубьев нарезаемых колес: для стали 2—6 и для чугуна
2—8. Наибольший угол наклона зуба нарезаемых колес ±60°. Наибольшая
ширина нарезаемых колес 275 мм. Наибольший диаметр фрезы 120 мм. Пределы
чисел оборотов шпинделя 47,5—192 в минуту. Количество скоростей 7. Пределы
вертикальных подач за один оборот стола 0,5—3 мм, пределы радиальных подач
за один оборот стола 0,1—1 мм.
Зубострогальный станок мод. 526. Наибольший диаметр обрабатываемых
колес 610 мм. Наименьший и наибольший модуль нарезаемых колес 1—8 мм.
Наибольшее передаточное отношение нарезаемых колес 10 : 1. Наибольшая
длина нарезаемого зуба 90 мм. Наименьшее и наибольшее число нарезаемых
зубьев 10—200. Наименьшее и наибольшее число двойных ходов резцов 54—
470 дв. ход/мин. Наибольший и наименьший угол делительного конуса
5°42'—84° 18'. Мощность электродвигателя 2,8 квт.
Зуборезный полуавтомат мод. 525. Наибольший диаметр обрабатываемых
колес 500 мм. Наибольший модуль обрабатываемых колес 10 мм. Наибольшая
ширина обрабатываемых колес 65 мм. Наименьшее и наибольшее число нарезае-
мых зубьев 4—100. Наибольшее передаточное отношение нарезаемых колес
10 : 1. Наименьший и наибольший угол делительного конуса 5°30'—84°. Наи-
большая длина образующей начального конуса 250 мм. Наименьший и наиболь-
ший диаметр резьбовой головки 150—300 мм. Пределы чисел оборотов инстру-
ментального шпинделя 25—325 в минуту. Мощность электродвигателя 4,5 квт.
Зубошевинговальный станок мод. 5715. Наименьший и наибольший диаметр'
обрабатываемого колеса 150—450 мм. Наибольшая ширина обрабатываемого
колеса 120 мм. Наибольший модуль обрабатываемого колеса 8 мм. Наименьшее
и наибольшее расстояние между центрами бабок 180—465 мм. Диаметр шевера
250 мм. Наибольший угол поворота головки 45°. Число скоростей вращения шпин-
деля 5. Наименьшее и наибольшее число оборотов 118—294 в минуту. Количество
продольных подач стола 8. Наименьшее и наибольшее количество радиальных
подач 4. Наименьшая и наибольшая величина радиальной подачи на ход стола
0,02—0,08 мм. Мощность электродвигателя главного движения 2,2 квт.
Ультразвуковой станок мод. 4770. Диаметр обрабатываемых отверстий от
0,5 до 10 мм. Наибольшая глубина обработки 1—2 диаметра отверстия; наи-
большие размеры обрабатываемой детали 100Х80Х 100 мм. Наименьшее расстоя-
ние от торца головки до стола 130 мм. Вылет оси головки от станины 155 мм.
Размеры стола: длина 160 мм, ширина 125 мм. Перемещение стола: продольное
100 мм, поперечное 80 мм. Ход ползушки 100 мм. Перемещение головки по пол-
зу шке НО мм. Угол поворота вокруг вертикальной оси 90°. Потребляемая мощ-
ность 0,7 квт. Усилие подачи от 0,1 до 4,5 кГ. Производительность по стеклу
(карбид бора 50% содержание в воде по весу) 250 мм?1мин. Вес станка 83 кг.
Габаритные размеры: станины 498X377X642 мм, генератора 472x415x224 мм.
Копировально-фрезерный полуавтомат мод. 6441Б. Размеры рабочей поверх-
ности стола 630Х 1200 мм. Размеры обрабатываемых поверхностей 500x900 мм.
Наибольшее перемещение шпиндельной бабки: вертикальное 500 мм, попереч-
ное 350 мм. Наибольшее горизонтальное перемещение стола 900 мм. Число ско-
ростей вращения шпинделя — 18. Пределы чисел оборотов шпинделя 63—3150
в минуту. Мощность главного электродвигателя 2,6/3 квт. Наибольшее устано-
вочное осевое перемещение гильзы со шпинделем 125 мм. Пределы величин ра-
бочих подач при бесступенчатом изменении ^скорости подачи: вертикальных
(шпиндельной бабки) 25—315 мм/мин, поперечных (шпиндельной бабки)
25—315 мм!мин, горизонтальных (стола 25—315 мм/мин). Пределы периодических
подач 0,15—8 мм за один ход. Мощность каждого электродвигателя подач 0,37 квт.
ЛИТЕРАТУРА
1. Азаров А. С. Модернизация и автоматизация токарных станков.
М., Профтехиздат. 1962.
2. Ананьин Г. С., Ачеркан Н. С., Богуславский Б. Л.
и др. Металлорежущие станки. М., Машгиз, 1957.
3. Ачеркан Н. С., Гаврюшин А. А. и др. Металлорежущие стан-
ки. Т. 1 и 2. М., «Машиностроение», 1965.
4. Барун В. А. и Будинский А. А. Станки с программным уп-
равлением и программирование обработки. М., «Машиностроение», 1965.
5. Богуславский Б. Л. Токарные полуавтоматы, автоматы и авто-
матизированные линии. М., Профтехиздат, 1961.
6. Б о л д и н. Л. А. Металлорежущие станки (вопросы эксплуатации).
М., Машгиз, 1957.
7. Б о н д а р ь М. П. и др. Токарные автоматы и полуавтоматы. М.,
Машгиз, 1959.
8. Б р а в и ч е в В. А., Гайдар В. И. и др. Металлорежущие станки.
М., Машгиз, 1955.
9. В а к с Д. И. Эксплуатация и ремонт оборудования авоматических
линий. НТО Машпрома, 1965.
10. Владзиевский А. П., Дьячков А. К. и др. Смазка метал-
лорежущих станков (справочное пособие). М., Машгиз, 1956.
if. Владзиевский А. П. Автоматические линии в машиностроении.
М., Машгиз, 1958.
12. Г о л ь д и н М. М., Зуев В. Д. и др. Наладка и эксплуатация ав-
томатических линий из нормализованных узлов М., «Машиностроение», 1965.
13. Д е м ь я н ю к Ф. С. Технологические основы поточного и автоматизи-
рованного производства. М., Машгиз, 1958.
14. Е г о р о в М. Е. Основы проектирования машиностроительных заво-
дов. М., Машгиз, 1955.
15. Иванов А. П. Механизация и автоматизация технологических про-
цессов в машиностроении. М., Машгиз, 1960.
16. Кедринский В. Н. иПисманик К. М. Станки для нареза-
ния конических зубчатых колес. М., Машгиз, 1958.
17. Коробейников В. Г., Сак-Шак Б. А. и Тетелютин
Ю. Л. Автоматизация универсальных металлорежущих станков. М.—С., Маш-
гиз, 1960.
18. К у в ш и н с к и й В. В. Основы автоматизации технологических про-
цессов в машиностроении. М.—С., Машгиз, 1962.
19. Кучер А. М., Квитицкий М. М. и Покровский А. А.
Металлорежущие станки (альбом общих видов, кинематических схем и узлов).
М.—Л., Машгиз, 1963.
20. К у ч е р И. М. Металлорежущие станки (основы конструирования
и расчета). М.—Л., «Машиностроение», 1964.
21. Лисовой А. И. и Глемба Л. С. Технология монтажа и ремон-
та металлообрабатывающих станков и автоматических линий. М., «Машинострое-
ние», 1966.
426
22. Л о к т е в Д. А. Сборник задач по настройке металлорежущих стан-
ков. М., Машгиз, 1959.
23. М а л о в А. Н. Автоматическая загрузка металлорежущих станков.
М., Машгиз, 1955.
24. М а л о в А. Н. Механизация и автоматизация универсальных метал-
лорежущих станков. М., Машгиз, 1961.
25. Митрофанов С. П. и Гутнер Н. Г. Револьверные станки
и их рациональное использование. М.—Л., Машгиз, 1962.
26. Н а л ч а н А. Г. Металлорежущие станки. М., Машгиз, 1956.
27. О р д ы н це в В. М. и Ш е н д л е р Ю. И. Автоматическое регули-
рование технологических процессов (основы теории). М., Машгиз, 1960.
28. Полторацкий Н. Г. Приемка металлорежущих станков (справоч-
ное руководство). М., Внешторгиздат, 1956.
29. П р о н и к о в А. С. Расчет и конструирование металлорежущих стан-
ков. Изд-во «Высшая школа», 1962.
30. П т. и ц и н Г. А. и К о к и ч е в В. Н. Зуборезные станки (справоч-
ное пособие). М.—Л., Машгиз, 1957.
31. Р у д и н с к и й С. Я. Металлорежущие станки. К., Машгиз, 1961.
32. С а в е н к о Г. Г. и Е г е р м а н Б. Г. Металлорежущие станки
и автоматические линии. М., «Высшая школа», 1966.
33. Савоськин Н. М. и Шаскольский Б. В. Руководство
по паспортизации металлорежущих станков (сокращенные паспорта для техно-
логов и нормировщиков). М., Машгиз, 1956.
34. С ы с о е в В. И. Резание металлов, станки и инструмент. М., Маш-
гиз, 1960.
35. Т е р е х о в Г. А. и Шувалов Ю. А. Автоматизация технологи-
ческих процессов механической обработки и сборки в машиностроении. М.,
Машгиз, 1960.
36. Т р о ф и м о в А. М. Альбом схем металлорежущих станков. М.,
Машгиз, 1961.
37. Ф о м и н С. Ф. Устройство и наладка токарно-револьверных станков.
М., Машгиз, 1955.
38. Ч е р н о в Н. Н. Металлорежущие станки. М., «Машиностроение»,
1965.
39. Ш а у м я н Г. А. Автоматы. М., Машгиз, 1955.
40. Шевелев М. Л. Техника безопасности в машиностроении. М., Маш-
гиз, 1962.
41. Якобсон М. О. Технология станкостроения. М., Машгиз, 1960.
ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие ......................................................... 3
Глава 1. Общие сведения о станках.................................... 4
§ 1. Классификация металлорежущих станков....................... 4
§ 2. Виды движений в станках.................................... 7
Глава II. Сведения о кинематике станков.............................. 9
§ 1. Кинематические схемы станков и условные обозначения .... 9
§ 2. Передаточные отношения ................................... 12
§ 3. Уравнение кинематического баланса......................... 16
§ 4. Ряды чисел оборотов шпинделей станков..................... 16
§ 5. Графическое изображение уравнения скорости резания .... 22
§ 6. Графо-аналитический метод кинематического расчета коробок
скоростей...................................................... 25
§ 7. Подбор сменных зубчатых колес гитары подач................ 29
Глава III. Типовые детали и механизмы станков....................... 32
§ 1. Станины и их направляющие ............................... 32
§ 2. Валы и шпиндели, их назначение и применение........... 33
§ 3. Опоры шпинделей.......................................... 35
§ 4. Ходовые винты ........................................... 38
§ 5. Типовые передачи в станках для вращательного движения ... 39
§ 6. Типовые механизмы в станках для осуществления поступа-
тельного движения.............................................. 43
§ 7. Типовые механизмы в станках для осуществления периоди-
ческих движений ............................................... 44
§ 8. Муфты..................................................... 46
§ 9. Реверсивные механизмы .................................." 48
§ 10. Блокировочные устройства................................. 49
§11. Средства управления станками ............................. 49
§ 12. Тормоза, их назначение и устройство...................... 51
§ 13. Коробки скоростей и подач ............................... 52
§ 14. Смазка станков........................................... 55
§ 15. Смазочные устройства, их конструкция и эксплуатация .... 60
§ 16. Охлаждение, применяемое при работе на станках...... 65
§ 17. Влияние жесткости и виброустойчивости станков на их точ-
ность и производительность..................................... 66
Глава IV. Программное управление станками........................... 69
§ 1. Общие сведения о программном управлении .................. 69
§ 2. Классификация систем программного управления.............. 70
§ 3. Система программного управления вертикально-фрезерного
станка.......................................................... 76 (
§ 4. Система числового программного управления вертикально-фре-
зерного станка мод. ОФ-41 78
428
Глава V. Токарно-винторезные станки....................... 82
§ 1. Назначение и область применения токарно-винторезных станков 82
§ 2. Основные узлы токарно-винторезного станка и их назначение 82
§ 3. Настройка станка ........................................... 83
§ 4. Наладка станка...................................... 87
§ 5. Коэффициент полезного действия станка............... 92
§ 6. Эксплуатация токарно-винторезных станков............ 93
Глава VI. Токарно-затыловочные станки..................... 96
§ 1. Назначение и область применения процесса затылования ... 96
§ 2. Токарно-затыловочный станок мод. К96................ 97
§ 3. Наладка станка...................................... 101
Глава VII. Лобовые и карусельные станки ......................... 103
§ 1. Назначение и область применения лобовых станков..... ЮЗ
§ 2. Назначение и область применения карусельных станков .... 104
§ 3. Карусельный станок мод. 1553 .............................. 104
§ 4. Наладка станка...................................... 107
§ 5. Эксплуатация карусельных и лобовых станков.......... 109
Глава VIII. Токарно-револьверные станки ........................... 111
§ 1. Назначение, область применения и классификация токарно-
револьверных станков ................................. 111
§ 2. Токарно-револьверный станок мод. Ш365 .................. 112
§ 3. Наладка станка.......................................... 116
§ 4. Эксплуатация токарно-револьверных станков............... 118
Глава IX. Токарные полуавтоматы и автоматы........................ 121
§ 1. Определение и основные понятия о полуавтоматах и автоматах 121
§ 2. Одношпиндельный токарный полуавтомат мод. 1А730 ........ 121
§ 3. Наладка одношпиндельного токарного полуавтомата мод. 1А730 125
§ 4. Эксплуатация многорезцового полуавтомата................ 126
§ 5. Одношпиндельный токарно-револьверный автомат мод. 1А136 127
§ 6. Настройка автомата мод. 1А136 .......................... 130
§ 7. Наладка автомата ....................................... 140
§ 8. Наиболее часто встречающиеся неполадки при эксплуатации ав-
томатов и меры по их устранению............................... 145
§ 9. Токарный шестишпиндельный автомат мод. 1240-6 .......... 147
Глава X. Сверлильные станки........................................ 151
§ 1. Назначение, область применения и работы, выполняемые на свер-
лильных станках............................................... 154
§ 2. Вертикально сверлильный станок мод. 2А135................ 155
§ 3. Радиально-сверлильный станок мод. 2В56................... 158
§ 4 Многошпиндельные сверлильные станки....................... 161
§ 5. Наладка станка........................................... 162
§ 6. Эксплуатация сверлильных станков ........................ 164
г
Глава XL Расточные станки ......................................... 166
§ 1. Назначение и область применения расточных станков....... 166
§ 2. Универсальный горизонтально-расточной станок мод. 2620А 166
§ 3. Наладка станка .......................................... 170
§ 4 Коорднплтно расточной станок мод. 2450 ................... 172
§ 5. Эксплуатация расточных станков........................... 175
429
Глава XII. Фрезерные станки............................................................... 177
§ 1. Назначение и область применения фрезерных станков. 177
§ 2. Универсальный консольно-фрезерный станок мод. 6Н81 .... 177
§ 3. Дополнительные устройства к станку ............................................. 180
§ 4. Бесконсольный вертикально-фрезерный станок мод. 6А54 . . . 182
§ 5. Продольно-фрезерный станок мод. 6632 ........................................... 185
§ 6. Копировально-фрезерный полуавтомат мод. 6441Б................................... 187
§ 7. Эксплуатация фрезерных станков.................................................. 191
Глава XIII. Делительные головки........................................................... 194
Глава XIV. Резьбообрабатывающие станки ................................................... 202
§ 1. Назначение и область применения резьбофрезерных станков 202
§ 2. Резьбофрезерный станок мод. 561 ................................................ 202
§ 3. Резьбофрезерный станок мод. 563Б................................................ 208
§ 4. Наладка станка.................................................................. 211
§ 5. Эксплуатация резьбофрезерных станков............................................ 212
§ 6. Болторезные и гайкорезные станки................................................ 213
Глава XV. Строгальные и долбежные станки.................................................. 215
§ 1. Двухстоечный продольно-строгальный станок мод. 7231А . . . 215
§ 2. Наладка продольно-строгального станка........................................... 220
§ 3. Поперечно-строгальный станок мод. СПС-01........................................ 221
§ 4. Наладка поперечно-строгального станка мод. СПС-01.. 226
§ 5. Долбежный станок мод. 743 ...................................................... 227
§ 6. Наладка долбежного станка мод. 737 ............................................. 229
Глава XVI. Протяжные станки............................................................... 230
§ 1. Назначение, область применения, методы протягивания и вы-
полняемые работы............................................. 230
§ 2. Горизонтально-протяжной станок мод. 7510М....................................... 231
§ 3. Наладка протяжных станков...................................................... 232
§ 4. Эксплуатация протяжных станков.................................................. 233
Глава XVII. Шлифовальные и шлифовально-притирочные станки . . . 237
§ 1. Назначение, область применения и классификация шлифоваль-
ных станков.................................................. 237
§ 2. Круглошлифовальный станок мод. 3151 ........................................... 237
§ 3. Наладка станка................................................................. 243
§ 4. Бесцентрово-шлифовальный станок мод. 3180 ..................................... 249
§ 5. Наладка станка................................................................. 253
§ 6. Внутришлифовальный станок мод. ЗА252 .......................................... 255
§ 7. Наладка внутришлифовальных станков............................................. 259
§ 8. Внутришлифовальный станок с планетарной передачей .... 261
§ 9. Плоскошлифовальный станок мод. 3724 ........................................... 261
§ 10. Способы производства доводочных работ.......................................... 267
§ 11. Хонингование................................................................... 267
§ 12. Притирочный станок мод. 3816................................................... 268
§ 13. Суперфиниширование............................................................. 269
§ 14. Заточные станки................................................................ 270
§ 15. Эксплуатация станков шлифовальной группы....................................... 272
Глава XVIII. Зубообрабатывающие станки ................................................... 275
§ 1. Классификация зубообрабатывающих станков.... 275
§ 2. Зубодолбежный станок мод. 514............ 277
§ 3. Наладка зубодолбежного станка мод. 514........ 280
§ 4. Вертикальный зубофрезерный станок мод. 5Д32 . 29Й
§ 5. Наладка станка мод. 5Д32 ............ 294
430
§ 6. Зубострогальный станок для нарезания зубьев конических
прямозубых колес мод. 526 ............................... 303
§ 7. Наладка станка мод. 526 ................................ 309
§ 8. Методы обработки конических колес с криволинейными зубья-
ми ........................................................... 315
§ 9. Зубоотделочные станки................................... 321
§ 10. Эксплуатация зубообрабатывающих станков................. 328
Глава XIX. Агрегатные станки....................................... 330
§ 1. Назначение и область применения агрегатных станков .... 339
§ 2. Силовые головки.......................................... 331
§ 3. Гидравлические панели ................................... 334
§ 4. Наладка агрегатных станков............................... 336
§ 5. Эксплуатация агрегатных станков.......................... 337
Глава XX. Разные станки............................................ 339
§ 1. Назначение станков, предназначенных для электрических методов
обработки материалов.......................................... 339
§ 2. Ультразвуковой станок мод. 4770 ......................... 339
§ 3. Электроискровой станок .................................. 341
§ 4. Анодно-механический станок .............................. 342
§ 5. Распиловочные станки..................................... 343
Глава XXI. Автоматические линии станков............................ 346
§ 1. Назначение станочной автоматической линии............... 346
§ 2. Загрузочные устройства ................................. 346
§ 3. Вибрационные механизмы ориентации....................... 348
§ 4. Загрузочные устройства при шлифовании врезанием........ 352
§ 5. Загрузочное устройство для накатных станков с плоскими
плашками ..................................................... 353
§ 6. Транспортные устройства................-................ 354
§ 7. Классификация автоматических станочных линий............ 355
§ 8. Автоматические линии, составленные из универсальных стан-
ков .......................................................... 358
§ 9. Автоматические станочные линии для изготовления валов
электродвигателей............................................. 360
§ 10. Завод-автомат по производству поршней автомобильных дви-
гателей ...................................................... 360
§ 11. Наладка автоматических линий............................ 364
§ 12. Эксплуатация автоматических линий....................... 367
Глава XXII. Модернизация станков............................... 358
§ 1. Основные направления модернизации станков................ 368
§ 2. Экономический эффект при модернизации.................... 370
§ 3. Способы повышения быстроходности и мощности металлорежу-
щих станков .................................................. 372
§ 4. Основные способы повышения жесткости и виброустойчивости
узлов и станков .............................................. 374
§ 5. Механизация холостых ходов рабочих узлов станка ......... 376
Глава XXIII. Паспортизация станков................................. 378
§ 1. Цели и задачи паспортизации.............................. 378
§ 2. (оставление кинематической схемы станка ................. 378
§ 3. Составление технической характеристики станка ........... 380
§ 4. Составление схемы управления............................. 381
§ 5 Определение ряда чисел оборотов шпинделя................ 383
§ 6. Определение ряда подач................................... 333
§ 7 Определение эффективной мощности и крутящих моментов на
шпинделе...................................................... 385
§ 8. Определение слабого звена в приводе главного движения .... 386
431
Глава XXIV. Расчеты узлов и деталей при модернизации и паспорти-
зации станков.....................................397
§ 1. Понятие о расчете деталей станков.......................397
§ 2. Расчет направляющих станин на удельное давление.........404
§ 3. Расчет ходовых винтов и гаек ...........................406
Глава XXV. Транспортирование, установка на фундамент, испытание,
приемка и производственная эксплуатация станков . . . 409
§ 1. Средства и способы транспортирования станков............409
§ 2. Расстановка станков в цехе и определение площади........410
§ 3. Способы крепления станков на фундаментах................412
§ 4. Расчет фундаментов . ...................................413
§ 5. Испытание и проверка станков на геометрическую точность . . . 414
§ 6. Производственная эксплуатация станков...................416
§ 7. Виды планово-предупредительного ремонта металлообрабаты-
вающих станков ...............................................418
Приложение. Технические характеристики металлообрабатывающих
станков...........................................................421
Литература.................................................... 426
Алексей Иванович Л и с о в о й
УСТРОЙСТВО, НАЛАДКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ
СТАНКОВ И АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
Редактор издательства Л И. Воронина
Технический редактор А. Ф Уварова. Корректор О. Е. Мишина
Переплет художника В. Б. Торгашова
Сдано в производство 18/VI 1970 г. Подписано к печати 5/II 1971 г. Т02618. Тираж
34 000 экз. Печ. л. 27,0»Бум. л. 13,5. Уч-изд л. 27,0 Формат 60X 90i/i6. Цена 1 р. 10 к.
Заказ № 1264.
Издательство «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва, Б-66, 1-й Басманный пер., 3
Ордена /Трудового Красного Знамени Ленинградская типография № 1 «Печатный
Двор» им. А. М. Горького Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете
Министров СССР, г. Ленинград, Гатчинская ул., 26.