10.2. Токарно-затыловочный станок 1е811

Токарно-затыловочные станки конструктивно во многом соответствуют токарно-винторезным и имеют следующие узлы (см. рис. 10.4): станину 1, на которой установлена передняя бабка 7, коробку передач 6, коробку подач 5, суппорт 2 с резцедержателем 8, каретку 4, фартук 3, заднюю бабку 10 и привод 9 для дополнительных приспособлений и устройств. На этих станках можно осуществлять затылование зубьев всех видов режущего инструмента как резцами, так и профильными шлифовальными кругами, а также выполнять все виды токарных работ.

Рис. 10.4. Универсальный токарно-затыловочный станок

Затылуемый инструмент закрепляют на оправке в центрах, режущий инструмент – на затыловочном суппорте. Затылуемый инструмент получает вращательное движение со скоростью резания, а режущий инструмент – возвратно-поступательное затыловочное движение, согласованное с вращением заготовки, а при затыловании цилиндрических фрез – еще и продольное перемещение суппорта.

На рис. 10.5 представлена кинематическая схема токарно-затыловочного станка модели 1Е811 для затылования любых фрез с наибольшим диаметром обработки 250 мм, с шагом спирали стружечных канавок 1004800 мм, числом затылуемых зубьев 140, с наибольшим ходом затылования 20 мм. Вращение шпинделя осуществляется от электродвигателя М1 через зубчато-ременную передачу со шкивами z = 26 и z = 29 на автоматизированную коробку скоростей (АКС), имеющую на выходном валу девять разных частот вращения, далее через зубчато-ременную передачу z = 22 и z = 34 на входной вал шпиндельной бабки.

Во время рабочего хода включается электромагнитная муфта ЭМ₁ и движение от входного вала через двойной блок зубчатых колес или , зубчатые передачи колес , и передается на шпиндель.

Уравнение кинематического баланса цепи главного движения будет иметь вид

,

где i_АКС и шпиндельная бабка обеспечивают 15 различных частот вращения шпинделя в соответствии со структурной формулой привода главного движения

.

Три частоты вращения совпадают по значению. При холостом обратном ходе, при котором осуществляется возврат суппорта и реверсирование вращения шпинделя, включается муфта ЭМ₂ и уравнение кинематического баланса цепи запишется так:

.

Кинематика станка, кроме цепи главного движения, имеет три функциональные цепи, используемые при затыловании разных видов инструментов.

При затыловании всегда используется цепь затылования, которая согласует вращение шпинделя станка с вращением сменного кулачка затылования, выполняя условие, что за один оборот фрезы кулачок должен сделать столько оборотов, сколько зубьев у дисковой фрезы или стружечных канавок у цилиндрических фрез и метчиков.

Рис. 10.5. Кинематическая схема универсального токарно-затыловочного станка мод.1Е811

Уравнение кинематического баланса затыловочной цепи имеет вид

1 об. фрезы (или при расцеплении муфты М₃) 

 об. кул.,

где i_ – передаточное отношение конического дифференциала, равное 1 при остановленном водиле;

i_зат – передаточное отношение гитары затылования;

z – число зубьев дисковой фрезы или стружечных канавок у других затылуемых инструментов.

Второй функциональной цепью, которая всегда используется при затыловании цилиндрических и червячных фрез и метчиков с винтовыми стружечными канавками является винторезная цепь, обеспечивающая согласование вращения шпинделя с продольным перемещением суппорта. При этом должно выполняться условие: за один оборот фрезы суппорт с резцом должен перемещаться вдоль оси фрезы на величину, соответствующую осевому шагу винтовой нарезки зубьев фрезы или метчика (р) или для случая затылования цилиндрической фрезы с винтовыми зубьями – продольной подаче S.

Уравнение кинематического баланса этой цепи имеет вид

1об.фрезы (или или ) об.ход.винта,

где i_винт – передаточное отношение гитары;

 – перемещение в мм суппорта, равное р или S;

в скобках указаны передаточные отношения передач участков звеньев, называемые звеном увеличения шага при затыловании фрез с большими шагами р.

Третьей функциональной цепью, которую используют при затыловании инструментов с винтовыми стружечными канавками, является дифференциальная цепь, обеспечивающая, как и цепь затылования, согласование вращения шпинделя фрезы с вращением кулачка. При настройке этой цепи выполняется условие, что за один оборот фрезы кулачок должен получить дополнительную часть оборота, исчисленную величиной , учитывающей угол наклона винтовых канавок фрезы.

Уравнение кинематического баланса дифференциальной цепи имеет вид

1об.фрезы (или или ) (или

при выключенной муфте М₄) об. кулачка,

где – передаточное отношение конического дифференциала коррекции момента отскока резца, равное единице при неподвижном водиле;

i_диф – передаточное отношение дифференциальной гитары;

– передаточное отношение конического дифференциала, равное двум при вращающемся водиле.

С целью согласования начала момента затылования резцом зуба фрезы с ее поворотом осуществляют коррекцию процесса затылования, обеспечивающую необходимый доворот кулачка с помощью цепи: электродвигатель М2, ременная передача со шкивами 90,червячная передача , конический дифференциал с , гитара дифференциала i_диф и далее по участку дифференциальной цепи до кулачка.

На станке можно производить и токарную обработку цилиндрических поверхностей. Для этого используют цепь подач при отключении цепи затылования с помощью муфты М₃, которая должна находиться в нейтральном положении, и муфты М₁. В этом случае уравнение кинематического баланса имеет следующий вид:

1 об. шп. об. ход. винта,

где S – продольная подача суппорта, мм/об.

Переключением подвижного зубчатого колеса (z = 55) звена увеличения шага обеспечивается изменение значений величин продольных подач, которые можно увеличивать в четыре и в шестнадцать раз.