3.2 Карусельные станки

Карусельные станки применяют для обработки тяжелых деталей большого диаметра, но сравнительно небольшой длины. На них можно обтачивать и растачивать цилиндрические и конические поверхности, подрезать торцы, прорезать кольцевые канавки, сверлить, зенкеровать, развертывать и др. Основными размерами карусельных станков считают наибольшие диаметр и высоту обрабатываемой на станке заготовки. При этом каждая последующая по размеру модель станка позволяет обрабатывать заготовку, в 1,25 раза большую по диаметру, чем предыдущая, т. е. у карусельных станков принят знаменатель размерного ряда φ = 1,26.

По компоновке карусельные станки подразделяют на одно- и двухстоечные. Двухстоечные станки предназначены для обработки деталей диаметром свыше 2000 мм. Карусельные станки, на которых обрабатывают детали диаметром свыше 6300 мм, выпускают поштучно, и их принято называть уникальными.

Одностоечный карусельный станок модели 1512.

Станок предназначен для токарной обработки крупных деталей типа корпусов, маховиков и т. п.

Станина 1 одностоечного карусельного станка (рис.25) жестко скреплена со стойкой 9, имеющей вертикальные направляющие для перемещения по ним траверсы 6 и бокового суппорта 10 с четырехместным резцедержателем 12. На станине на круговых направляющих расположена планшайба 2 для установки на ней обрабатываемых деталей или приспособлений. Коробка скоростей размещена внутри станины. На горизонтальных направляющих траверсы может перемещаться вертикальный револьверный суппорт 5 с пятипозиционной револьверной головкой 4. Привод подач револьверного и бокового 10 суппортов осуществляется от ко­робок подач 7 и 11. Револьверный суппорт можно перемещать вручную маховичками 8, а боковой - маховичками 13. Станком управляют с пульта 3.

Главное движение (вращение планшайбы) сообщается от электродвигателя M1 (рис.26) через клиноременную передачу 230/266, коробку скоростей, коническую пару 28/28 и цилиндрическую передачу 25/125. Коробка скоростей имеет десять электромагнитных муфт ЭМ1—ЭМ10, переключая которые, можно получить 24 теоретических и 18 практических частот вращения планшайбы. Частоты вращения планшайбы с 1-й по 12 ступень изменяют включением соответствующих комбинаций электромагнитных муфт, при этом муфта ЭМ8 выключена, и передаточное отношение планетарного механизма i_пл = ¼ (муфты ЭМ9 и ЭМ10 включены). При включении 13—18 практических ступеней частот вращения планшайбы муфты ЭМ9 и ЭМ10 выключены, а муфта ЭМ8 включена, и передаточное отношение планетарного механизма i_пл=1. Низшие 12 ступеней частот вращения планшайбы получают по следующей кинематической цепи:

Высшие шесть ступеней частот вращения планшайбы получают по кинематической цепи

В коробке скоростей отсутствуют тормозные устройства, и торможение планшайбы осуществляется при одновременном включении трех электромагнитных муфт ЭМ8, ЭМ9 и ЭМ10, замыкающих две различные кинематические цепи, образующие «замок». Остальные муфты коробки скоростей при этом выключены.

Подачи суппортов (револьверного и бокового) заимствуются от планшайбы через две независимые коробки подач (на рис. 8.3 не показаны), оснащенные электромагнитными муфтами с одинаковой кинематикой.

Горизонтальная подача револьверного суппорта осуществляется от планшайбы через зубчатые передачи 125/25, 28/28, 36/48, 36/54, 17/17, 23/23 на вал XII коробки подач. От коробки подач вращение получает вал XX механизма суппорта, и далее через зубчатые колеса 22/22 и винтовую пару с шагом р = 8 мм револьверный суппорт получает горизонтальную подачу.

Вертикальная подача револьверного суппорта. От планшайбы до вала XII коробки подач движение осуществляется по той же цепи; далее движение передается валу XXI, затем через конические зубчатые колеса 22/22, цилиндрическую передачу 22/22, коническую передачу 22/22 и винтовую пару с шагом р=8 мм револьверный суппорт получает вертикальную подачу.

Ускоренное перемещение оба суппорта получают от отдельных электродвигателей, которыми снабжены коробки подач этих суппортов. Подъем и опускание траверсы осуществляют двумя ходовыми винтами с шагом р = 8 мм от электродвигателя М2 (N=2 кВт; п =900 мин^-1). Револьверная головка вертикального суппорта поворачивается от электродвигателя МЗ (N=0,8 кВт; n=1350 мин^-1) через зубчатую передачу 18/34, 34/45 и червячную пару 1/25.

Стол станка является наиболее важным узлом, от которого в основном зависят геометрическая точность и параметры шероховатости обрабатываемых деталей, производительность, долговечность и надежность работы карусельного станка. Он должен иметь достаточную жесткость и виброустойчивость, высокую точность вращения. Направляющие и шпиндельные опоры стола должны иметь высокую работоспособность и долговечность с длительным сохранением первоначальной точности.

В корпусе 1 (рис.27) установлен шпиндель 4, верхней и нижней опорами которого служат подшипники 3 и 15, регулируемые гайками 14. На шпинделе установлена планшайба 5. Вал 11 с коническим колесом 10 и цилиндрическим колесом 8 установлен в корпусе на опорах 9 и 12. Вращение от коробки скоростей передается на планшайбу через колеса 10, 8 и 2. Осевые нагрузки, действующие на планшайбу, воспринимают плоские направляющие 6 с текстолитовыми накладками. Смазывание направляющих и подшипника 3 - принудительное через штуцера 7 и 13. Остальные опоры смазываются стоком масла. Выточка в планшайбе сделана для возможности центрирования приспособлений.

Двухстоечный карусельный станок модели 1553

Станок предназначен для обточки и расточки цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, подрезки торцов и сверления отверстий в крупногабаритных деталях класса дисков и втулок, высота которых не превышает 1,5—2 диаметров.

Наиболее характерными деталями, обрабатываемыми на карусельном станке 1553, являются маховики, заготовки зубчатых колес, диски турбин, бандажи и т. п. Основные узлы станка и органы управления представлены на рис.28

Движения в станке. Движение резания — вращение планшайбы с заготовкой. Движения подач — горизонтальное и вертикальное перемещения верхних суппортов (левый верхний суппорт, кроме того, может перемещаться под углом к оси вращения детали), горизонтальное и вертикальное перемещения бокового суппорта. Вспомогательные движения — быстрые холостые перемещения суппортов, перемещение траверсы по направляющим стоек, зажим траверсы и поворот револьверной головки.

Принцип работы. Обрабатываемая деталь закрепляется на планшайбе, которой сообщается вращательное движение в горизонтальной плоскости. Режущие инструменты закрепляются в боковом и верхних суппортах. Боковой суппорт 3 служит в основном для обточки наружных поверхностей, выточки канавок и подрезки торцов; в его четырехпозиционной головке закрепляются резцы различных типов. Верхний поворотный суппорт Б используется для обработки наружных и внутренних конических поверхностей. Верхний суппорт Г имеет пятипозиционную револьверную головку, в которой закрепляются инструменты, предназначенные главным образом для обработки отверстий.

Станок снабжен блокирующим механизмом, устраняющим возможность одновременного включения рабочей подачи и ускоренного хода суппортов. Для облегчения вертикальных перемещений ползунов суппорты снабжены пружинными механизмами уравновешивания. Конструкция коробок подач - обеспечивает возможность установки приспособлений для обработки конусных поверхностей без разворота верхнего поворотного суппорта. Механизмы перемещения и зажима траверсы сблокированы и расположены в портале.

Движение резания. Планшайба станка приводится в движение электродвигателем мощностью через клиноременную передачу 283—475 (рис.29), коробку скоростей, переборное устройство, коническую передачу 25—32, вал VII и колеса 23—154.

В коробке скоростей находятся тройной и двойной передвижные блоки шестерен Б₂ и Б₁ обеспечивающие валу III шесть скоростей вращения. От вала III вращение передается валу VI либо непосредственно колесами 18—21, либо через двухступенчатый перебор. В последнем случае вал VI получает вращение от вала III через колеса 18—44. вал IV, двойной подвижный блок Б₃, вал V и шестерни 18—44.

Движения подач. Эти движения заимствуются от конической шестерни 27, находящейся на валу VI, и передаются через конические колеса 27—27—27 валу VIII и валу XXXII. От вала XXXII движение сообщается коробке подач верхнего поворотного суппорта, а от вала VIII приводятся в движение коробки подач правого верхнего и бокового суппортов. От вала VIII движение передается через колеса 53—30, вал IX, конические шестерни 20—34, вал X, конический реверс 29—17—29, управляемый муфтой M₁ коробке подач. В коробке подач находятся тройной и двойной блоки шестерен и перебор, переключаемый муфтой М₂. Блоки Б₄ и Б₅ обеспечивают валу XIII шесть различных чисел оборотов.

При выключенной муфте М₂, как показано на схеме, вал XIV получает вращение через колеса 23—65, 22—62 и 22—62. При перемещении шестерни 62 влево включается кулачковая муфта М₂ и вращение валу XIV передается непосредственно шестернями 23—65. От вала XIV через колеса 29—43, вал XV и шестерни 30— 42 приводится во вращение вал XVI. От этого вала через колеса 30—54, вал XVII, соосный с ним вал XVIII, червячную передачу 1—19 и реечную передачу боковому суппорту сообщается горизонтальная подача. Вертикальная подача бокового суппорта осуществляется от вала XVI через шестерни 30—54, вал XIX, шестерни 18—18, вал XX, червячную передачу 1—19 и реечную передачу.

Горизонтальная подача правого верхнего суппорта осуществляется ходовым винтом XXIV; вертикальная подача — валом XXIII через конические колеса 13—13, шестерни 27—27, коническую передачу 13—13 и ганку, связанную с ходовым винтом i = 10 мм. Верхнему поворотному суппорту горизонтальная подача сообщается винтом XXVI, а вертикальная подача — валом XXV, червячной передачей 1—22 и реечной передачей.

Вспомогательные движения. Быстрые перемещения суппортов осуществляются от отдельных электродвигателей мощностью 1,7 квт через колеса 17—68—81 и далее по тем же кинематическим цепям, по которым передаются рабочие подачи. Вертикальное перемещение траверсы осуществляется двумя ходовыми винтами XXVIII и XXX, которые одновременно приводятся в движение отдельным электродвигателем мощностью 7 квт через валы XXVII и XXIX н червячные передачи 2—-29. Зажим траверсы на стойках производится рычажно-винтовым устройством, приводимым в движение электродвигателем мощностью 1,7 квт через чер­вячный редуктор 1—52. Поворот левого вертикального суппорта осуществляется вручную червячной передачей 1—300.