- •Конспект лекций
- •Оборудование машиностроительных производств
- •Содержание
- •Краткий исторический обзор, состояние и перспективы развития станкостроения
- •1 Общие сведения о металлорежущих станках
- •1.1 Назначение и структура металлорежущих станков
- •1.2 Классификация металлорежущих станков
- •1.3 Понятия о типаже, основных параметрах и размерных рядах станков
- •1.4 Система обозначений (нумерация) станков
- •1.5 Методы образования поверхностей деталей при обработке на металлорежущих станках
- •1.6 Движения в металлорежущих станках
- •1.7 Технико-экономические показатели станков
- •2 Основные узлы и механизмы станков
- •2.1 Базовые детали и направляющие
- •2.1.1 Назначение базовых деталей и направляющих
- •2.1.2 Виды базовых деталей
- •2.1.3 Материал для базовых деталей
- •2.1.4 Исполнения направляющих
- •2.1.5 Направляющие скольжения
- •2.1.6 Направляющие качения
- •2.1.7 Комбинированные направляющие
- •2.2 Приводы металлорежущих станков
- •2.2.1 Понятие о приводе. Кинематические пары, цепи, схемы
- •2.2.2 Зубчатые механизмы ступенчатого изменения скорости главного движения
- •2.2.3 Зубчатые механизмы ступенчатого изменения подач
- •2.2.4 Сменные зубчатые колёса
- •2.2.5 Механические вариаторы скоростей
- •2.2.6 Реверсивные механизмы
- •2.2.7 Механизмы прерывистого движения
- •2.2.7.1 Храповые механизмы
- •2.2.7.2 Мальтийские механизмы
- •2.2.7.3 Другие механизмы для осуществления периодических движений
- •2.2.8 Суммирующие механизмы
- •2.2.9 Механизмы обгона
- •2.2.10 Компоновки и конструктивные решения приводов главного движения
- •2.2.11 Ручное управление станками
- •2.3 Шпиндели и шпиндельные узлы
- •3 Кинематическая структура станков. Кинематический расчёт и настройка приводов
- •3.1 Кинематические связи в станках
- •3.2 Понятия о наладке и настройке станков
- •1 Оборот фрезы k/z оборота заготовки (или, сокращённо: 1 об.Фр k/z об.Заг).
- •3.3 Порядок настройки привода на требуемую скорость
- •3.4 Примеры кинематических решений универсальных станков
- •3.4.1 Вертикально-сверлильный станок
- •3.4.1.1 Привод главного движения (вращения шпинделя с инструментом)
- •3.4.1.2 Привод подачи (осевого перемещения шпинделя с инструментом)
- •3.4.2 Универсально-фрезерный станок
- •3.4.2.1 Привод главного движения (вращения шпинделя с инструментом)
- •3.4.2.2 Приводы подач (перемещений стола с заготовкой)
- •3.4.2.3 Приводы быстрых перемещений стола
- •3.4.3 Токарно-винторезный станок
- •3.4.3.1 Привод главного движения (вращения шпинделя с заготовкой)
- •3.4.3.2 Приводы подач, осуществляемых при включении ходового вала
- •3.4.3.3 Приводы винторезных подач
- •3.4.3.5 Приводы быстрых перемещений суппорта
- •3.5 Основные технические характеристики станков. Выбор кинематических характеристик
- •3.6 Регулирование частот вращения шпинделя
- •3.7 Геометрический ряд частот вращения
- •3.8 Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел. Стандартные значения знаменателей геометрических рядов
- •3.9 Кинематический расчёт приводов станков
- •3.9.1 Основные определения и зависимости
- •3.9.1.1 Структура привода
- •3.9.1.2 Порядок переключения групп передач
- •Значения чисел некоторых геометрических рядов в пределах 1-9500
- •Продолжение табл. 3.6
- •3.9.1.3 Взаимосвязь передаточных отношений в группах передач привода
- •3.9.1.4 Развёрнутые структурные формулы
- •3.9.1.5 Предельные величины передаточных отношений в группах передач
- •3.9.1.6 Диапазоны регулирования привода и отдельных групп передач
- •3.9.1.7 Наибольшее допустимое структурой значение знаменателя ряда
- •3.9.2 Графоаналитический метод определения передаточных отношений
- •3.9.2.1 Построение структурных сеток
- •3.9.2.2 Анализ структурных сеток и выбор оптимального варианта
- •3.9.2.3 Построение диаграммы (графика, картины) частот вращения валов привода
- •3.9.2.4 Выбор оптимального варианта дчв
- •3.9.3 Расчёт чисел зубьев передач групп
- •3.9.4 Особенности расчёта приводов со сменными обратимыми зубчатыми колёсами
- •3.9.5 Особенности расчёта приводов с многоскоростными электродвигателями
- •3.9.6 Расширение диапазона регулирования приводов
- •3.9.6.1 Приводы с переборами (ступенями возврата)
- •3.9.6.2 Приводы с перекрытием (повторением) части ступеней скорости шпинделя
- •3.9.6.3 Применение составных (ломаных) геометрических рядов
- •3.9.6.4 Приводы со сложенной структурой
- •3.9.7 Бесступенчатое регулирование скорости
- •3.9.8 Анализ кинематической структуры привода главного движения
- •3.9.9 Особенности расчета и проектирования коробок подач
- •4 Системы автоматического управления станками
- •4.1 Общие понятия
- •4.2 Классификация систем управления станками
- •4.3 Копировальные сау прямого действия
- •4.4 Системы управления с распределительными валами
- •4.5 Следящие сау
- •4.6 Системы циклового программного управления
- •4.7 Числовое программное управление (чпу)
- •4.8 Самоприспособляющиеся (адаптивные) системы управления
- •5 Станки токарной группы
- •5.1 Токарно-винторезные станки
- •5.3 Карусельные (токарно-карусельные) станки
- •5.2 Токарные станки
- •5.2 Револьверные (токарно-револьверные) станки
- •5.4 Токарно-затыловочные станки
- •5.5 Токарные станки с программным управлением
- •6 Фрезерные станки
- •7 Станки сверлильно-расточной группы
- •7.1 Сверлильные станки
- •7.1.1 Вертикально-сверлильные станки
- •7.1.3 Станки для сверления глубоких отверстий
- •7.2 Расточные станки
- •7.2.1 Универсальные горизонтально-расточные станки
- •7.2.1.1 Общие сведения
- •7.2.1.2 Кинематика станка модели 262а
- •7.2.2 Координатно-расточные станки
- •7.2.3 Отделочно-расточные (алмазно-расточные) станки
- •8 Строгальные, долбёжные и протяжные станки
- •8.1 Строгальные и долбёжные станки
- •9 Станки для абразивной обработки
- •9.1 Шлифовальные станки
- •9.1.1 Круглошлифовальные станки
- •9.1.2 Внутришлифовальные станки
- •9.1.3 Бесцентровошлифовальные станки
- •9.1.4 Плоскошлифовальные станки
- •9.1.5 Правка шлифовальных кругов
- •9.1.6 Шлифовальные станки с чпу
- •9.2 Отделочные процессы и станки
- •9.2.1 Хонингование
- •9.2.2 Суперфиниширование
- •9.2.3 Притирка
- •9.3 Заточные станки
- •10 Станки для электрофизических и электрохимических методов обработки
- •10.1 Назначение и область применения станков
- •10.2 Электроэрозионные станки
- •10.3 Ультразвуковые станки
- •11 Зубообрабатывающие станки
- •11.1 Классификация станков
- •11.2 Способы работы станков
- •11.2.1 Способ копирования
- •11.2.2. Способ обката
- •11.3 Зубофрезерные станки
- •11.3.1 Компоновки станков
- •11.3.2 Кинематика станка модели 5к32
- •11.3.3 Кинематическая настройка станка модели 5к32 на различные виды работ
- •11.4 Зубодолбёжные станки
- •1 Об.Долбяка оборотов заготовки,
- •1 Дв.Ход.ДолбSрад мм/дв.Х
- •11.5 Станки для нарезания конических зубчатых колёс
- •11.5.1 Нарезание конических колес с прямыми зубьями
- •11.5.2 Нарезание конических колес с круговыми зубьями
- •11.6 Зубозакругляющие станки
- •11.7 Зубоотделочные станки
- •11.8 Зубообрабатывающие станки с чпу
- •12 Резьбофрезерные станки
- •13 Токарные автоматы и полуавтоматы
- •13.1 Токарные одношпиндельные автоматы
- •13.1.1 Фасонно-отрезные автоматы
- •13.1.2 Автоматы продольного точения
- •13.1.3 Токарно-револьверные автоматы
- •13.2 Токарные горизонтальные многошпиндельные автоматы последовательного действия
- •13.4 Токарные вертикальные многопозиционные полуавтоматы. Шестишпиндельный полуавтомат мод. 1284
- •13.4.1 Назначение, принцип работы и компоновки полуавтоматов
- •13.4.3 Цикл работы станка мод. 1284
- •13.4.4 Устройство и работа отдельных механизмов и узлов полуавтомата
- •14 Агрегатные станки
- •15 Автоматические станочные линии
- •15.1 Основные понятия
- •15.2 Классификация автолиний
- •15.3 Типы и состав автоматических линий
- •15.4 Системы управления автолиниями
- •15.5 Транспортные устройства ал
- •16 Станки и станочные комплексы с числовым программным управлением
- •16.1 Станки с чпу. Обрабатывающие центры
- •16.1.1 Эффективность перехода в станках к чпу
- •16.1.2 Особенности устройства станков с чпу
- •16.1.3 Приводы подач станков с чпу
- •16.1.5 Шпиндельные группы станков с чпу
- •16.1.6 Накопители инструментов и обрабатываемых заготовок
- •16.1.7 Устройство, кинематика и работа обрабатывающего центра модели ир-500мф4
- •16.1.7.1 Назначение и возможности станка
- •16.1.7.2 Общее устройство и работа станка
- •16.1.7.3 Кинематика станка. Назначение гидроцилиндров
- •16.1.7.4 Устройство и работа некоторых механизмов станка
- •16.1.7.5 Цикл работы станка
- •А Цикл автоматической смены инструмента
- •Б Цикл автоматической смены спутников
- •16.2 Промышленные роботы
- •16.3 Гибкие производственные системы и интегрированные автоматизированные производства
- •17 Понятие об эксплуатации оборудования
- •Список литературы Основная литература
13 Токарные автоматы и полуавтоматы
Период автоматизации токарных станков с появлением полуавтоматов и автоматов начался более 100 лет назад. Естественно, что развитие получили механические системы управления (кулачковые, копировальные) и гидрокинематические. Такие станки решали (и решают) задачи автоматизации массового и крупносерийного производства, хотя и являются универсальными, т.е. переналаживаемыми. В последние десятилетия на базе ряда типов токарных автоматов и полуавтоматов создаются станки с ЧПУ, решающие задачи автоматизации мелко- и среднесерийного производства.
На автоматах обрабатывают калиброванную проволоку, калиброванные прутки и трубы, штучные заготовки (штампованные, литые, кованые).
Токарные автоматы и полуавтоматы применяют для обработки деталей сложной конфигурации с помощью большого количества инструментов. Они подразделяются по различным признакам:
- по количеству шпинделей – на одношпиндельные и многошпиндельные;
- по виду заготовки – на прутковые и патронные;
- по расположению шпинделей – на горизонтальные и вертикальные и т.д.
К числу одношпиндельных автоматов относят: фасонно-отрезные (рис. 13.1, 13.2), продольного точения (рис. 13.3, 13.4), револьверные (рис. 13.5-13.8).
К числу одношпиндельных полуавтоматов относят: многорезцовые (рис. 13.9,а, 13.11), гидрокопировальные (рис. 13.9,б, 13.10,а), револьверные (рис. 13.10,в) и др.
К числу многошпиндельных автоматов относят станки параллельного действия (рис. 13.12,а), последовательного действия (рис. 13.12,б-13.14), непрерывного действия (ротационные).
К числу многошпиндельных полуавтоматов относят станки многопозиционные последовательного (рис. 1316,б, 13.17-13.23) и параллельно-последовательного (рис. 13.16,в) действия, ротационные (рис. 13.16,а).
13.1 Токарные одношпиндельные автоматы
13.1.1 Фасонно-отрезные автоматы
Фасонно-отрезные автоматы (ФОА) предназначены для изготовления из прутка материала или бунта проволоки простых по форме коротких деталей малого диаметра.
13.1.1.1 На прутковых ФОА пруток 1 (см. рис. 13.1) закрепляется во вращающемся шпинделе 2 и обрабатывается с поперечной подачи фасонными и отрезными резцами, установленными в двух-четырёх суппортах 3. Суппорты работают почти одновременно. Для получения детали заданной длины станок снабжён откидным упором 4, автоматически устанавливающимся по оси шпинделя после окончания цикла. Некоторые модели ФОА имеют продольный суппорт, перемещающийся вдоль оси шпинделя и предназначенный для сверления отверстий.
Цикл работы автомата следующий:
-
1) Подвод упора в рабочее положение;
2) Разжим прутка;
3) Продвижение прутка до упора;
4) Зажим прутка;
5) Отвод упора;
6) Быстрый подвод суппортов;
7) Обработка детали и отрезка;
8) Быстрый отвод суппортов.
Циклом управляет распределительный вал и по принципу осуществления холостых ходов станок относится к автоматам I группы (см. п. 4.4).
13.1.1.2 На бунтовых ФОА (см. рис. 13.2,а) бунт проволоки 1 устанавливается на специальной стойке 2. Проволока, сматываемая с бунта, закрепляется зажимами 6 и 9, находящимися соответственно в шпиндельной 5 и задней 10 бабках, и не вращается. Главное движение сообщается резцам, установленным на двух суппортах 8 резцовой головки 7. Суппортам же сообщается и движение подачи – радиальное перемещение по головке 7. В процессе обработки каретка 3 механизма правки и продвижения проволоки перемещается по станине 4 справа налево. В результате производится правка проволоки. После окончания обработки детали и её отрезки зажимные устройства 6 и 9 освобождают проволоку. Каретка 3 перемещается слева направо, производя при этом быстрое продвижение проволоки на следующую деталь и выталкивая готовую деталь из зажима 9. Схема обработки изделия на бунтовом автомате представлена на рис. 13.2,б.
Цикл работы следующий:
-
1) Разжим зажимных устройств;
2) Продвижение проволоки и выталкивание готовой детали;
3) Зажим проволоки;
4) Подвод резцов;
5) Точение детали и отрезка;
6) Быстрый отвод суппортов.
Все рабочие и холостые ходы в ФОА осуществляются от распределительного вала с кулачками (автоматы I группы – см. п. 4.4). Эти автоматы в отличие от прутковых работают почти бесшумно. Кроме того, торец детали получается весьма чистым и без грата.
