55. Обработка заготовок на строгальных и долбежных станках

Основные характеристики строгания и долбления

3. Обработка поверхностей строганием осуществляется при на­личии двух движений: прямолинейного возвратно-поступательного главного движения резца или заготовки в горизонтальной плоскости и прерывистого поступательного движения подачи резца или за­готовки, перпендикулярного направлению главного движения. При строгании процесс резания прерывистый и стружка срезается только при прямом (рабочем) ходе. Эта прерывистость приводит к значительным динамическим нагрузкам, поэтому строгание про­изводят при умеренных скоростях резания. Наличие холостого хода увеличивает длительность обработки.

Строгальные станки подразделяют на два основных типа: продольно-строгальные, на которых обрабатывают преимущественно средние и крупные по размеру заготовки; поперечно-строгальные, предназначенные для обработки заготовок при длине строгания до 1 м.

У продольно-строгальных станков главным движением является возвратно-поступательное перемещение стола с закрепленной на нем заготовкой (рис. VI.62,а), а движением подачи — периодиче­ское перемещение резца в направлении, перпендикулярном глав­ному движению.

В поперечно-строгальных станках главным движением является возвратно-поступательное перемещение резца (рис. VI.62,б), а дви­жением подачи при обработке горизонтальных плоскостей — пе­риодическое перемещение стола с заготовкой в направлении, пер­пендикулярном направлению движения резца. При обработке вер­тикальных или наклонных поверхностей периодическое движение подачи совершает суппорт с закрепленным на нем резцом.

4. Долбление это разновидность строгания, но отличается от него тем, что главное движение — возвратно-поступательное пере­мещение ползуна с установленным в нем резцом — совершается в вертикальной плоскости. Стол станка с заготовкой совершает движение подачи в горизонтальной плоскости в продольном, попе­речном или круговом направлениях (рис. VI.62,в).

55.1. Строгальные и долбежные резцы

1. Строгальные резцы. По форме строгальные резцы подобны токарным, но работают в более тяжелых условиях, так как в момент врезания происходит удар. Поэтому их державки делают более массивными. В зависимости от размещения режущей кромки стро­гальные резцы, как и токарные, подразделяются на правые 1 и ле­вые 2 (рис. VI.63,а); по виду обработки — на проходные 2, подрезные 3, отрезные 4, фасонные 5, а в зависимости от обработки различают резцы черновые 1 и чистовые 6. Изготавливают стро­гальные резцы цельными, с приваренными пластинками из быстро­режущей стали или с припаянными пластинками твердых сплавов ВК8, Т5К10 и др. Геометрические параметры строгальных резцов выбирают примерно такими же, как и токарных, но, учитывая удар­ную нагрузку, передний угол делают на 5...10° меньшим.

В процессе строгания резец изгибается. При работе прямым резцом его вершина может углубиться в тело заготовки (рис. VI. 63,6), следствием чего явится порча обработанной поверхности. При строгании часто используют отогнутые резцы (рис. VI.63,в), при изгибе которых вершина, описывая дугу, отходит от обрабаты­ваемой поверхности и резец не повреждает обработанную по­верхность.

2 Долбежные резцы, применяемые для работы на долбежных станках, несколько отличаются от строгальных. На рис. VI.63,г, д изображены соответственно долбежные проходной и прорезной рез­цы. В этих резцах поверхность А является передней поверхностью, по которой сходит стружка, а поверхность Б — задней поверх­ностью.

55.2. Строгальные и долбежные станки

1. Поперечно-строгальные станки. В поперечно-строгальных станках (рис. VI.64) возвратно-поступательное движение ползуну с резцом сообщает механический (кулисный) или гидравлический привод. Кулисный механизм служит для преобразования враща­тельного движения кулисного зубчатого колеса 10 в возвратно- поступательное движение ползуна 9. От электродвигателя 8 через коробку скоростей кулисное зубчатое колесо 10 получает восемь различных частот вращения. В пазу э того колеса в радиальном на­правлении может перемещаться палец, на который свободно наса-

жен камень 11 кулисы. При равномерном вращении кулисного коле­са вместе с пальцем и камнем кулиса 12 совершает качательное движение вокруг своей нижней опоры 0; камень при этом скользив вдоль паза кулисы 12. Верхний конец кулисы шарнирно соединен с ползуном, который совершает возвратно-поступательное движе­ние. Длина хода ползуна зависит от расстояния центра пальца от оси вращения кулисного зубчатого колеса 10.

Станина 2 с фундаментной плитой 1 имеет горизонтальные на­правляющие, по которым перемещается ползун 7 с суппортом 6, совершающий главное движение. На поворотной части суппорта станка имеются направляющие в форме «ласточкиного хвоста», по которым перемещаются салазки 13, получающие периодическую вертикальную (s_B) или угловую подачу от ходового винта 17. В суп­порте смонтирована откидная планка 5 с резцедержателем 15. Во время рабочего хода планка упирается в опорную плоскость и резец срезает стружку. При обратном ходе резец своей вершиной цепляет­ся за обработанную поверхность и откидная планка откидывается, качаясь вокруг пальца 14. При необходимости строгания под углом (с наклонной подачей) поворотная часть поворачивается на необ­ходимый угол и закрепляется в нужном положении болтом 16.

Станина станка имеет и вертикальные направляющие, переме­щаясь по которым траверса 3 может быть установлена на необходи­мой высоте. Перемещаясь периодически в интервале между холос­тым и рабочим ходом по горизонтальным направляющим траверсы, стол 4 с закрепленной на нем заготовкой с овершает горизонталь-

ную (поперечную) подачу s_n. Это движение передается столу от ку­лисного колеса через ряд передач и храповой механизм, с помощью которого можно изменять величину подачи. Храповое колесо 20 посажено на ходовой винт стола 22. Тяга 23, приводимая в движе­ние кривошипом, поворачивает рычаг 24 с собачкой 21, которая, упираясь в зуб колеса, может повернуть его на определенный угол. Угол поворота зависит от того, по скольким зубцам будет скользить собачка при обратном ходе. Количество захватываемых зубьев можно регулировать поворотом ограничителя (щитка) 19 на угол θ. В этом случае при постоянном угле поворота рычага с собачкой часть или все зубья храпового колеса защищаются ограничителем, по которому будет скользить собачка, и колесо будет повернуто на угол, отвечающий числу открытых зубьев.

При обработке вертикальных и наклонных плоскостей периоди­ческое движение подачи выполняет резец. Движение может осу­ществляться вручную с помощью рукоятки 18 и винта 17 либо ав­томатически, используя механизм автоматической подачи суппорта.

2. Продольно-строгальные станки. На продольно-строгальных станках обрабатывают плоскости, пазы, уступы и линейные фасон­ные поверхности крупных заготовок или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок меньших размеров. Основными раз­новидностями продольно-строгальных станков являются односто­ечные и двухстоечные станки.

На рис. VI.65 показан двухстоечный продольно-строгальный станок. По V-образным направляющим станины 1 возвратно-посту­пательно движется стол 2, на котором закрепляются обрабатываемые заготовки. К станине с двух сторон прикреплены стойки 3 и 8, соединенные сверху поперечной балкой 7. По вертикальным на­правляющим этих стоек могут перемещаться вверх и вниз траверса 5 (s_y) и боковые суппорты 4 и 11 (s_в), а по направляющим траверсы влево и вправо — вертикальные суппорты 6 и 9 (s_в), приводимые в движение от коробки подач 10. Боковые суппорты предназначены для строгания вертикальных плоскостей, а вертикальные — суп­порты, являющиеся поворотными, для строгания горизонтальных и наклонных плоскостей, пазов.

Все суппорты станка могут перемещаться в вертикальном и го­ризонтальном направлениях при осуществлении рабочей подачи, а также могут совершать ускоренное перемещение для установки их в нужном для обработки положении. Кроме того, каждый из суп­портов можно перемещать вручную. Рабочие подачи всех суппортов осуществляются в момент изменения направления хода стола с холостого на рабочий. Во время обратного хода резцедержатель с закрепленным резцом с помощью специального, устройства приподнимается так же, как это делалось в поперечно-строгальном станке, что предохраняет резец от быстрого изнашивания, а обра­ботанную поверхность от повреждения.

На одностоечных продольно-строгальных станках можно обра­батывать широкие заготовки, свисающие с одной стороны стола и не требующие обработки по всей ширине.

Стол продольно строгальных станков перемещается с помощью механизмов, преобразующих вращательное движение в поступа­тельное. С этой целью используют рейку, прикрепленную к нижней части стола и перемещающуюся вместе со столом с помощью зуб­чатого колеса или червяка, приводимого в движение от электродви­гателя 12.

Строятся продольно-строгальные станки с длиной строгания 1,5... 15 м и шириной 0,8...5 м. При обработке длинных плоскостей можно достичь высокой производительности и точности обработки. Продольно-строгальные станки широко используют в единичном и мелкосерийном производствах благодаря их универсальности, простоте инструмента и несложности настройки.

Все более широко используют строгальные станки с гидрав­лическим приводом, в которых обеспечивается плавный ход ползуна или стола.

3, Долбежные станки применяют для обработки внутренних и внешних вертикальных плоскостей, линейных фасонных поверх­ностей, многогранных отверстий, прорезания шпоночных и дру­гих пазов. В долбежных станках ползун с закрепленным на нем резцом получает возвратно-поступательное движение с помощью механического или гидравлического привода. В различных стан­ках длина хода ползуна находится в пределах 100...1200 мм.

На рис. VI.66 показан долбежный станок с гидравлическим приводом. По направляющим станины 1 перемещается ползун 4 с закрепленным на нем резцом. Возвратно-поступательное движение ползун получает от гидропривода, размещенного внутри станины. Стол 5 перемещается в продольном и поперечном направлениях от привода подачи 9 через вал 7. На столе станка установлен круглый поворотный стол 3 с делительным устройством 2. Пускают и оста­навливают станок рукояткой 6, а регулируют скорость перемеще­ния ползуна рукояткой 8.

Долбежные станки применяют в единичном и мелкосерийном производствах. В массовом и крупносерийном производствах их заменили более производительными фрезерными, протяжными и другими станками, поэтому их количество в общем парке метал­лорежущих станков невелико.

55.3. Основные работы, выполнямые на строгальных

станках

Строгание используют для обработки горизонтальных, верти­кальных и наклонных плоскостей, пазов и канавок различного про­филя, линейных фасонных поверхностей. Точность обработки при строгании IT8—IT13, а шероховатость обработанной поверхности R_a= 25...6,3. При чистовом строгании широкими резцами можно получить шероховатость поверхности R_a = 3,2... 1,6.

Горизонтальные плоскости обрабатывают проходными резцами (рис. VI.67,a, б), вертикальные (рис. VI.67,в) — проходными или подрезными резцами, установленными под некоторым углом к об­рабатываемой поверхности. Наклонные плоскости обрабатывают проходными или подрезными резцами (рис. VI.67,г, д) с подачей, параллельной обрабатываемой поверхности. Пазы и канавки обра­батывают отогнутыми и прорезными резцами. Так, для обработ­ки Т-образных пазов последовательно применяют прорезной (рис. VI. 67,е), правый и левый отогнутые резцы (рис. VI.67,ж) и фасонный резец (рис. VI.67,и).

При обработке крупных чугунных деталей (станин, плит, сто­лов) широко применяют чистовое строгание широкими резцами с глубиной резания 0,05...0,1 мм и скоростью резания 5...20 м/мин. Строгание широкими резцами дает возможность в ряде случаев исключить шабрение и шлифование.

55.4 Основное технологическое время при строгании

Основное время при строгании определяют по формуле

где В — расчетная ширина строгания в направлении подачи, мм; s — подача, мм/дв. ход; п — число двойных ходов в мин; I — число проходов.

Расчетная ширина строгания (рис. VI.68)

В = b + b ₁ +b₂ мм,

где b — ширина обрабатываехмой поверхности, мм; b1— путь врезания резца, мм; b2— путь перебега резца, равный обычно 2...5 мм.

НАЗНАЧЕНИЕ И ТИПЫ ПРОТЯЖНЫХ СТАНКОВ

Протяжные станки предназначены для точной обработки внут­ренних и наружных поверхностей различного профиля. На рис. 195 приведены некоторые контуры поверхностей, обрабатываемых на протяжных станках. Протяжные станки делятся по следую­щим признакам: а) по назначению — для

внутреннего и наруж­ного протягивания; б) по степени универсальности — на станки общего назначения и специальные; в) по направлению и характеру рабочего движения — на горизонтальные, вертикальные, непре­рывного действия с прямолинейным конвейерным движением, с круговым движением протяжки или заготовки, с комбинацией различных одновременных движений заготовки и протяжки; г) по количеству кареток или позиций — с одной, двумя или несколькими каретками; однопозиционные (обычные) и много­позиционные (с поворотными столами).

Наибольшее распространение получили горизонтально-про­тяжные станки для внутреннего протягивания, вертикально- протяжные для наружного и внутреннего протягивания и гори­зонтально-протяжные для непрерывного протягивания.

Главным движением у протяжных станков является движение либо инструмента (протяжки), либо заготовки при неподвижном инструменте. Механизм подачи у протяжных станков отсутст­вует, поскольку подача обеспечивается подъемом зубьев про­тяжки. Основными параметрами, ха­рактеризующими протяжные станки являются наибольшая тяговая сила протягивания; она может достигать 290—390 кН (30 000—40 000 кгс) у средних станков и 1170 кН (120 000 кгс) у крупных станков; максимальная длина хода протяжки; для средних станков она колеблется в пределах 350—2300 мм.

Обычно протяжные станки рабо тают по полуавтоматическому циклу имеют, как правило, гидравлический привод; однако выпускают высокоскоростные протяжные станки у которых применяют электромеханический привод от электродвигателя постоянного тока.

ГОРИЗОНТАЛЬНО-ПРОТЯЖНОЙ СТАНОК 7Б55

Станок предназначен для протягивания внутренних поверх­ностей различной геометрической формы и размеров деталей из черных и цветных металлов и сплавов.

Одна из схем протягивания показана на рис. 50. Хвостовик протяжки 5 пропускают через отверстие обрабатываемой детали 7 и втулку 8 приспособления б, установленного в опорной плите 9. Левый конец протяжки закрепляют в автоматическом патроне, состоящем из корпуса 4, специальной втулки 10 с внутренним диаметром, соответствующим протяжке, и двух сухарей 3. В показанном положении пружина 2, распирая деталь 1, связанную со штоком силового цилиндра, и корпус 4, сдвигает сухари 3, вследствие чего последние захватывают хвостовик протяжки. Когда протяжка перемещается влево, происходит обработка отверстия. Во время холостого хода протяжка возвращается в исходное положение. Корпус 4, подойдя к приспособлению б, упирается в него и останавливается. Шток поршня и муфта Z, продолжая движение и сжимая пружину 2, сдвигают втулку 10 вправо, сухари 3 попадают в выточку а, и движение прекращается. Теперь хвостовик протяжки можно свободно вытащить из отверстия втулки 10, вставить в следующую деталь и, установив снова, начинать обработку.

Характеристика станка. Номинальное тяговое усилие 98 кН (10 ООО кгс); наибольшая длина рабочего хода салазок 1600 мм; диаметр отверстия в планшайбе 100 мм; скорость рабочего хода 1,5—11,5 м/мин; мощность электродвигателя привода главного движения 17 кВт; габаритные размеры 7200 x 2200x1700 мм; масса 6900 кг.

На рис. 196 показан общий вид станка. Станок работает как полуавтомат, но при оснащении его автоматизированными при­способлениями для подачи и съема деталей может работать на автоматическом цикле и может быть встроен в автоматические линии. Применяется станок в крупносерийном и массовом про­изводстве, а с учетом простой переналадки его можно использо­вать и в единичном и мелкосерийном производстве.

Метод работы станка. Обрабатываемую деталь устанавливают в приспособление, которое крепят к планшайбе или плите (при значительных размерах детали) или надевают на направляющую часть протяжки (при небольших размерах детали); при работе

станка деталь опирается торцом на планшайбу, закрепленную на опорной плите.

Движение протяжки на станке осуществляется с помощью гидропривода, имеющего два насоса. Один из них производитель­ностью 200 л/мин служит для подачи масла в основной (рабочий) гидроцилиндр, другой — производительностью 25 л/мин — подает масло во вспомогательный гидроцилиндр. Гидропривод позволяет осуществлять три цикла работы: полный цикл, простой цикл и наладочный. Работу на полном цикле производят длин­ными протяжками (1200—1300 мм) с задним хвостовиком. Про­тяжку устанавливают хвостовиком во вспомогательный патрон, получающий движение от штока вспомогательного цилиндра. Протяжка перемещается, поддерживаемая роликом, к рабочему патрону. Патрон захватывает передний хвостовик протяжки, перемещает ее вместе со вспомогательным патроном до его раскры­тия от копира, осуществяет рабочий и обратный хода, после которых вспомогательный патрон захватывает задний хвостовик протяжки и отводит ее в исходное положение.

Простой цикл применяют при использовании коротких протяжек. В этом случае протяжку закрепляют вручную в патроне, смонтированном на салазках, получающих горизонтальное пере­мещение от основного гидроцилиндра по направляющим станины. Перемещения вспомогательных салазок при этом цикле не про­исходит.

Наладочный режим используют при настройке станка. Этот режим включает необходимые для подготовки про­цесса протягивания движения инструмента.

№ 56 Многоцелевые станки с ЧПУ, компоновка и конструктивные особенности

Благодаря оснащению многоцелевых станков устройствами ЧПУ и автоматической смены инструмента существенно сокращается вспомогательное время при обработке и повышается мобильность переналадки. Сокращение вспомогательного времени достигается благодаря автоматическим установке инструмента (заготовки) по координатам, выполнению всех элементов цикла, смене инструментов, кантованию и смене заготовки, изменению режимов резания, выполнению контрольных операций, а также большим скоростям вспомогательных перемещений.

По назначению многоцелевые станки делятся на две группы: для обработки заготовок корпусных и плоских деталей и для обработки заготовок деталей типа тел вращения. В первом случае для обработки используют многоцелевые станки сверлильно-фрезерно-расточной группы, а во втором-токарной и шлифовальной групп. Рассмотрим многоцелевые станки первой группы, как наиболее часто используемые.

Многоцелевые станки имеют следующие характерные особенности: наличие инструментального магазина, обеспечивающего оснащенность большим числом режущих инструментов для высокой концентрации операций (черновых, получистовых и чистовых), в том числе точения, растачивания, фрезерования, сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьб, контроля качества обработки и др.; высокая точность выполнения чистовых операций (6...7-й квалитеты).

Для систем управления многоцелевых станков характерны сигнализация, цифровая индикация положения узлов станка, различные формы адаптивного управления. Многоцелевые станки - это в основном одношпиндельные станки с револьверными и шпиндельными головками.

Многоцелевые станки (обрабатывающие центры) для обработки заготовок корпусных деталей. Многоцелевые станки для обработки заготовок корпусных деталей подразделяют на горизонтальные (рис.ЧПУ.7) и вертикальные.

Обработка заготовок на многоцелевых станках по сравнению с их обработкой на фрезерных, сверлильных и других станках с ЧПУ имеет ряд особенностей. Установка и крепление заготовки должны обеспечивать ее обработку со всех сторон за один установ (свободный доступ инструментов к обрабатываемым поверхностям), так как только в этом случае возможна многосторонняя обработка без переустановки.

Обработка на многоцелевых станках не требует, как правило, специальной оснастки, так как крепление заготовки осуществляется с помощью упоров и прихватов. Многоцелевые станки снабжены магазином инструментов, помещенных на шпиндельной головке, рядом со станком или в другом месте. Для фрезерования плоскостей используют фрезы небольшого диаметра и обработку производят строчками. Консольный инструмент, применяемый для обработки неглубоких отверстий, имеет повышенную жесткость и, следовательно, обеспечивает заданную точность обработки. Отверстия, лежащие на одной оси, но расположенные в параллельных стенках заготовки, растачивают с двух сторон, поворачивая для этого стол с заготовкой.

Если заготовки корпусных деталей имеют группы одинаковых поверхностей и отверстий, то для упрощения составления технологического процесса и программы их изготовления, а также повышения производительности обработки (в результате сокращения вспомогательного времени) в память УЧПУ станка вводят постоянные циклы наиболее часто повторяющихся движений (при сверлении, фрезеровании). В этом случае программируется только цикл обработки первого отверстия (поверхности), а для остальных - задаются лишь координаты (X и Y) их расположения.

В качестве примера на рис.ЧПУ.8 показаны некоторые постоянные технологические циклы, включенные в программное обеспечение и используемые при обработке на станке модели ИР320ПМФ4.

56,1 Устройство для автоматической смены приспособления-спутника (ПС) на станке модели ИР500МФ4 показано на рис.ЧПУ.9 ПС 11 устанавливают на платформу 7 (вместимостью два ПС), на которой смонтированы гидроцилиндры 10 и 13. Штоки гидроцилиндров имеют Т-образные захваты 14 и 6. При установке на платформу (перемещение по стрелке Б) ПС вырезом 12 входит в зацепление с захватом 14 штока. На платформе ПС базируется на роликах 9 и центрируется (по боковым сторонам) роликам 8 (исходное положение ПС в позиции ожидания). Перемещение штока гидроцилиндра 10 обуславливает качение (по роликам) спутника.

При движении штока гидроцилиндра 13 захват 6 перемещается (по направляющей штанге) и катит ПС по роликам 9 и 8 (в направлении стрелки А) на поворотный стол станка, где спутник автоматически опускается на фиксаторы. В результате захват 6 выходит из зацепления с ПС и стол станка (с закрепленным на нем спутником) на быстром ходу перемещается в зону обработки.

Заготовку закрепляют на спутнике во время обработки предыдущей заготовки (когда ПС находится в позиции ожидания) или заранее, вне станка.

После того как заготовка будет обработана, стол станка автоматически (на быстром ходу) передвигается вправо к устройству для смены спутника и останавливается в таком положении, при котором фигурный паз ПС оказывается под захватом 6. Гидроцилиндр поворотного стола расфиксирует спутник, после чего ПС входит в зацепление с захватом 6, а масло поступает в штоковую полость гидроцилиндра 13, шток смещается в крайнее правое положение и перемещает спутник с заготовкой на платформу 7, где уже находится ПС с новой заготовкой. Чтобы поменять спутник местами, платформа поворачивается на 180° (на стойке 15) зубчатым колесом 3, сопряженным с рейкой 4, приводимой в движение гидроцилиндрами 5 и 16.

Платформу 7 точно выверяют относительно поворотного стола станка с помощью регулировочных винтов 2 и 17, ввернутых в выступы базовой плиты 1, неподвижно закрепленной на фундаменте.

Многоцелевой станок с ЧПУ ИР320ПМФ4. Двухшпиндельный многоцелевой станок МК7130Ф3. Многоцелевой станок ТМЦ-200 Патронно-центровой многоцелевой станок 17А20ПФ40. Многоцелевой станок

ИРТ180ПМФ4. Токарно-револьверный многоцелевой автомат с ЧПУ 11Б40ПФ30

Сверлильно-фрезерно-расточной многоцелевой станок 65А80ПМФ4М

Горизонтальный станок с поворотным (относительно горизонтальной оси) столом мод. ИР320ПМФ4

Горизонтальный многоцелевой (сверлильно-фрезерно-расточный) станок с ЧПУ мод. ИР320ПМФ4 предназначен для обработки с высокой степенью точности (обеспечивает шероховатость обработанной поверхности Ra 1,25 мкм) малогабаритных корпусных деталей из черных и цветных металлов в серийном производстве.

Горизонтальный станок с крестовым поворотным столом мод. 2204ВМФ4

Горизонтальный сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ, крестовым столом и инструментальным магазином мод. 2204ВМФ4 предназначен для комплексной обработки с четырех сторон без переустановки корпусных деталей средних размеров. На станке может производиться получистовое и чистовое фрезерование плоскостей, пазов и криволинейных поверхностей концевыми, торцовыми и дисковыми фрезами, а также растачивание, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы метчиками. Шероховатость обработанной поверхности Ra 1,5...2,5 мкм. Управление станком производится с помощью микропроцессорного устройства ЧПУ и вручную (с пульта управления). На станке программируются координатные перемещения стола и шпиндельной бабки, скорости этих перемещений, режимы обработки, выбор и смена инструмента с коррекцией их размеров, выполняемых в автоматическом цикле. Особенностью станка является наличие устройства для контроля угла поворота шпинделя, позволяющее нарезать резьбу резцом, а также автоматически устанавливать ориентированный относительно продольной оси инструмент. Применение замкнутых роликовых направляющих качения и беззазорных шариковинтовых пар повышает долговечность станка, плавность перемещения рабочих органов и КПД их приводов.