9.3 Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станок
Наибольшими возможностями обладают широкоуниверсальные станки. Они предназначены для работы в условиях единичного производства. Помимо расположенных под любым углом плоскостей, пазов, винтовых канавок и т.п. на станках можно обрабатывать объемные фасонные поверхности, например, штампов.
Широкоуниверсальный консольно-фрезерный станок модели 679
Станок предназначен для горизонтального фрезерования различных изделий сравнительно небольших размеров цилиндрическими, дисковыми и фасонными фрезами, для вертикального фрезерования торцовыми, концевыми и шпоночными фрезами, а также для выполнения различных сложных инструментальных работ.
Наличие горизонтального шпинделя и поворотной головки с вертикальным шпинделем, а также дополнительных приспособлений (углового универсального стола, делительной головки, круглого делительного стола и др.) обеспечивает станку широкую универсальность. На станке могут быть установлены долбежная головка и копировальное устройство. Станок используют для работы в инструментальных и экспериментальных цехах при изготовлении приспособлений, штампов, пуансонов, пресс - форм, различных инструментов и т. д.
Общий вид фрезерного станка модели 679 приведен на рис.246
Движения в станке. Движения резания — вращение горизонтального или вертикального шпинделя. Подачами являются продольное и вертикальное перемещения стола с обрабатываемой деталью и горизонтальное перемещение шпиндельной бабки. Вспомогательные движения — ручные перемещения стола и шпиндельной бабки в тех же направлениях, а также перемещение вертикального шпинделя.
Принцип работы. Обрабатываемую деталь устанавливают непосредственно на столе или в универсальных приспособлениях: тисках, делительной головке на круглом столе и т. п.
Для выполнения всевозможных работ станок снабжается следующими приспособлениями: угловым горизонтальным столом; делительной головкой с трехкулачковым патроном, серьгой и центром; универсальными поворотными тисками и копировальным приспособлением. Копировальное приспособление механического типа позволяет производить фрезерование наружных и внутренних фасонных линейчатых поверхностей, по жестким шаблонам. Для этой цели на столе устанавливается, с одной стороны обрабатываемая деталь, а с другой стороны — жесткий шаблон. Щуп закрепляется посредством кронштейна на станине станка.
Технологические возможности станка могут быть значительно расширены применением быстроходных сверлильных и долбежных головок, укрепленных на направляющих бабки горизонтального шпинделя.
Режущий инструмент укрепляют в горизонтальном или вертикальном шпинделе с помощью различных оправок. Настройка станка в соответствии с конфигурацией и размерами детали производится продольным или вертикальным перемещением стола, а также поперечным перемещением шпиндельной бабки.
В отличие от других типов универсально-фрезерных станков, у которых поперечная подача сообщается столу, в станке модели 679 поперечная подача сообщается шпиндельной бабке, в которой смонтирован горизонтальный шпиндель. Передней опорой горизонтального шпинделя является цельная бронзовая втулка, обеспечивающая точную работу шпинделя; в качестве задней опоры применены радиальный и упорный шариковые подшипники.
Вертикальный шпиндель смонтирован в передвижной гильзе, находящейся в корпусе поворотной головки.
Рассмотрим кинематическую схему станка модели 679 (рис.247).
Движения резания. От электродвигателя через клиноременную передачу 85—170 приводится в движение вал I коробки скоростей, на котором находятся два двойных передвижных блока шестерен Б1 и Б2 , обеспечивающих валу II при различных включениях четыре различные скорости вращения.
При положении блоков Б1 и Б2, указанном на схеме, движение от вала I передается валу II шестернями 18—39. При смещении блока Б1 вправо вал II приводится в движение через шестерни 22—35. При нейтральном положении блока Б1 валу II сообщаются еще две скорости вращения блоком Б2 при левом его включении через шестерни 32—25, а при правом включении — шестернями 27—30. От вала II вращение сообщается валу III через двойной подвижный блок шестерен Б3, который удваивает количество скоростей вала II.
Левый венец блока Б3 находится в постоянном зацеплении с широкой шестерней 38, сидящей на валу IV свободно. Эта шестерня выполнена широкой потому, что она должна находиться в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 54, жестко закрепленным на горизонтальном шпинделе V при поперечном перемещении шпиндельной бабки. Всего, таким образом, как видно из рис. 86, б, горизонтальному шпинделю может быть сообщено восемь различных скоростей вращения.
Максимальное число оборотов горизонтального шпинделя пmax с учетом упругости скольжения ремня определяется из выражения
При установке поворотной головки вал конической шестерни 39 соединяется с горизонтальным шпинделем V. Движение вертикальному шпинделю VII в этом случае передается через коническую передачу 39—23, вал VI и пару шестерен 29—35. Минимальное число оборотов вертикального шпинделя пmin с учетом, упругого скольжения ремня определяется из выражения
Движения подач. От вала 1 через шестерни 21—53, вал VIII и шестерни 18—37 приводится во вращение вал IX коробки подач. На валу IX находятся два двойных подвижных блока шестерен Б4 и Б5, сообщающие валу X четыре различные скорости вращения.
Благодаря наличию двойного подвижного блока шестерен Б6 , валу XI от вала X передается восемь скоростей вращения. От вала XI цепи движений подач разветвляются.
Горизонтальная подача шпиндельной бабки осуществляется по ветви: цепная передача 10—19, конический реверс 28—21—28, управляемый муфтой М3, и шестерни 25—50. Шестерня 50 жестко соединена с гайкой, сидящей на ходовом винте XIX шпиндельной бабки. Величина максимальной горизонтальной подачи шпиндельной бабки sг max с учетом упругого скольжения ремня определяется из выражения
Продольная и вертикальная подачи стола осуществляются от вала XI через цепную передачу 10—20, вал XII, коническую передачу 17—25 и вал XIII. От этого вала ходовой винт продольной подачи стола XV приводится в движение или через шестерни 20—23 или через шестерни 20—20—23 в зависимости от положения муфты М1 реверса и коническую передачу 14—24. Величина максимальной продольной подачи стола smах с учетом упругого скольжения ремня определяется из выражения:
Вертикальная подача столу сообщается от вала XIII через шестерни 20—40 или шестерни 20—20—40 в зависимости от положения муфты М2 реверса и ходовой винт XVI. Минимальная величина этой подачи sв min с учетом упругого скольжения ремня может быть определена из выражения
Муфты М1 и М2 управляют реверсами, предназначенными для изменения направления движения подач стола в продольном и вертикальном направлениях.
Вспомогательные движения. Ручное поперечное перемещение шпиндельной бабки осуществляется маховиком Мх2 через конический реверс 28—21—28, управляемый муфтой М3, шестерни 25—50 и ходовой винт XIX с шагом t = 4 мм. Маховиком Мх3, укрепленным на ходовом винте XV, при выключенной муфте М1, столу сообщается ручное продольное перемещение, а маховиком Мх4 через коническую подачу 13—26 при нейтральном положении муфты М2 приводится во вращение ходовой винт XVI вертикального перемещения стола. Вертикальное перемещение шпинделя VII с гильзой производится маховиком Мх5 посредством реечной передачи.
Широкоуниверсальный консольный станок модели 6Д82 Ш
Основной шпиндель 1 (рис.248) широкоуниверсального станка выступает из станины (стойки) 9. На выдвижном хоботе 2 закреплена поворотная головка 3 со шпинделем, имеющим независимый привод, и может быть пристыкована накладная головка 4 с собственным шпинделем. Первая из головок имеет две оси поворота: горизонтальную (ось хобота) и перпендикулярную к ней. Накладная головка 4 может поворачиваться вокруг третьей оси, перпендикулярной к первым двум. Фрезы закрепляют непосредственно на шпинделях или на оправках. Для поддержки оправки, вставленной в основной шпиндель, служат серьги 5. Это дает возможность работать цилиндрическими фрезами или набором дисковых (фасонных) фрез.
Заготовка получает продольное движение от стола 6 (неповоротного), поперечное от салазок 7, вертикальное — от консоли 8, которая представляет собой коробку с большим вылетом относительно направляющих, сопрягающих ее со стойкой 9. В консоль встроена коробка подач, в стойку - коробка скоростей 10 основного шпинделя. У универсального станка, имеющего один шпиндель, стол может быть повернут с помощью поворотной плиты на угол до 45° вокруг вертикальной оси, что обеспечивает фрезерование винтовых канавок.
У простых горизонтально-фрезерных станков стол - неповоротный и нет дополнительных фрезерных головок. Обычно все названные станки являются консольными, то есть стол с салазками базируются на консоли.
Рассмотрим кинематическую схему станка мод. 6Д82Ш (рис.249).
Привод главного движения служит для вращения фрезы и осуществляется двигателем М1. В приводе предусмотрен перебор с передачами 22/53 и 21/56, при этом двойной блок стоит всегда в правом положении (передача 20/58); при выключении перебора передвигают вправо колеса 21 и 22, причем последнее входит в зацепление с внутренним зубчатым венцом и становится полумуфтой М1. В приводе от двигателя М2 перебор содержит передачи 23/63 и 22/63.
Привод подачи служит для перемещения заготовки по одной из трех координат и изменения скорости этого движения. Коробка подач получает вращение от двигателя М3 и содержит четыре двойных блока и перебор с передачами 19/40 и 21/40. Перебор выключают перемещением вправо последнего его колеса до зацепления с колесом z = 19 (конец перебора соединяется с его началом) или перемещением блока до зацепления колес 37/20. От коробки подач движение передается дальше при включенной муфте М4. При работе муфты М3 (М4 в этом случае выключена) движение от двигателя передается, минуя коробку подач, через передачу 55/66 для ускоренного перемещения. Одной из муфт М6, М8, М10 включается соответственно поперечное, продольное или вертикальное перемещение; муфты М7, М9 и М11 реверсируют соответствующие движения. Каждый ходовой винт может вращаться, а два из них - для стола и консоли - также движутся поступательно относительно неподвижных гаек. В гайках горизонтальных перемещений предусмотрено регулирование зазора, в гайке консоли зазор выбирается весом.