13.1.2 Автоматы продольного точения

13.1.2.1  На автоматах продольного точения (АПТ) изготовляются длинные и тонкие детали. В качестве заготовок используется прутковый материал круглого, шестигранного или квадратного сечения.

АПТ обладают большой производительностью и обеспечивают высокую точность и чистоту обработанной поверхности, недостижимые на других автоматизированных токарных станках. Кроме того, АПТ практически допускают отсутствие припусков на обработку наибольшего диаметра изделия, так как пруток, как правило, берётся точно соответствующим этому диаметру; все цилиндрические поверхности изделия будут соосно расположены, т.к. наружная поверхность прутка является базой обработки.

Кроме токарной обработки на АПТ при оснащении их дополнительными приспособлениями производится сверление центральных отверстий, нарезание резьб, фрезерование шлицев на торцах деталей после отрезки. Выпускаются модификации автоматов с остановкой и фиксацией шпинделя, позволяющие производить боковое сверление и фрезерование.

АПТ могут оснащаться прутковым магазином с механизмом, производящим выталкивание остатка прутка и загрузку нового прутка материала.

13.1.2.2  Модели АПТ имеют установившуюся, мало изменяющуюся конструкцию. На станине (см. рис. 13.4) справа находится продольно-подвижная шпиндельная бабка, в средней части установлена суппорная стойка с суппортами и люнетом для поддержки обрабатываемого прутка. На станине слева имеются горизонтальная и вертикальная площадки для установки дополнительных приспособлений. Автоматы имеют от трёх до шести, а чаще – пять суппортов, расположенных радиально вокруг направляющей втулки люнета. Суппорты с1 и с2 размещены на качающемся балансире, суппорты с3, с4 и с5 независимы друг от друга. На задней стороне станины располагается распределительный вал с кулачками (РВ). Пруток материала крепится в шпинделе цанговым механизмом и справа поддерживается направляющей трубой, которая монтируется вместе с механизмом прижима прутка на отдельной стойке.

На АПТ продольная подача осуществляется перемещением прутка вместе со всей шпиндельной бабкой. Пруток скользит и вращается относительно направляющей втулки люнета.

Поскольку регулируемая направляющая втулка суппортной стойки является для прутка опорой, воспринимающей силы резания, а суппорты с резцами расположены на этой стойке и могут получать только поперечную подачу. В результате вылет резцов относительно втулки остаётся всё время постоянным, и это обеспечивает высокую точность обработки.

Возможность одновременного продольного перемещения шпиндельной бабки и поперечных перемещений суппортов позволяет получать сложные фасонные поверхности без применения фасонного инструмента.

К особенностям АПТ относится способ нарезания резьбы. Поскольку пруток имеет левое вращение, то не вращающейся плашкой (метчиком) нарезается только левая резьба. Для нарезания наиболее употребительной правой резьбы резьбонарезному инструменту сообщается движение в том же направлении, что и прутку, но с некоторым обгоном. Свинчивание инструмента осуществляется при остановке или замедлении скорости резьбонарезного шпинделя. Сверление центральных отверстий производится левыми сверлами при неподвижном инструментальном шпинделе, либо сверлу сообщается вращение в направлении, обратном направлению вращения прутка для обеспечения требуемой скорости резания. При необходимости использовать правые сверла шпинделю сверлильного устройства следует сообщить вращение в направлении вращения изделия со скоростью, превышающей скорость шпинделя автомата, т.е. с обгоном, как и при нарезании правой резьбы.

13.1.2.3  Управляющий всем циклом станка РВ вращается в течение цикла с постоянной угловой скоростью, и по принципу осуществления холостых ходов эти станки относятся к автоматам I группы (см. п. 4.4). Автоматы больших типоразмеров имеют механизм быстрого вращения РВ, который может включаться во время непродуктивных холостых ходов, таких как сжатие и раскрытие цангового механизма, крепящего пруток, обратное движение шпиндельной бабки, поворот многошпиндельного приспособления при изменении положения шпинделей и т.п. Это позволяет повысить производительность станков.

В токарных прутковых автоматах, как правило, цикл начинается с подачи прутка до упора. В АТП как такового движения прутка до упора нет. Отрезной резец 1 (см. рис. 13.3,а), установленный на суппорте с3 (или с4), после отрезки детали останавливается в конечном рабочем положении, пройдя примерно 0,5 мм за центр прутка 2. Цикл начинается с разжима цанги шпинделя 4, освобождающей пруток, и шпиндельная бабка быстро отходит в исходное положение (вправо). Пруток в это время поджимается к отрезному резцу подпятником 5 механизма прижима прутка, расположенном в разрезной трубе 6. После остановки бабки в исходном положении цанга зажимает пруток, отрезной резец отводится, и бабка с прутком и суппорты получают необходимые рабочие и холостые перемещения в соответствии с запроектированным технологическим процессом обработки конкретного изделия.

На рис. 13.3,б показан эскиз детали и рекомендации по распределению резцов суппортов для обработки её поверхностей, а на рис. 13.3,в – переходы цикла обработки детали.

При проектировании наладок устанавливают такую последовательность переходов и производят совмещение их по времени так, чтобы исключить возможность столкновения инструментов или салазок, работающих как одновременно, так и последовательно.

13.1.2.4  На рис 13.4 дана кинематическая схема прецизионного автомата модели 1А12В, предназначенного для обработки фасонных деталей высокой точности из холоднотянутого калиброванного прутка.

Расчётные перемещения конечных звеньев приводов станка следующие:

- главного движения (вращение шпинделя) – n_дв n_шп;

- вращения РВ – n_шп n_рв;

- быстрого вращения РВ во время непродуктивных ходов цикла – n_дв n_рв-б;

- вращения шпинделей дополнительных приспособлений – n_дв n_шп.доп .

13.1.2.5 Настройка АПТ производится при наличии чертежа обрабатываемой детали и включает следующие этапы (на примере станка мод. 1А12В):

а) подбор сменных шкивов А и Б привода главного движения;

б) подбор сменных зубчатых колес В, Г, Д, Е привода РВ;

в) профилирование кулачков шпиндельной бабки, балансира и трёх верхних суппортов.