Алмазно-расточные станки

8.3 КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
На расточных станках можно сверлить, рассверливать, зенкеровать, растачивать и развертывать отверстия, подрезать торцы резцами, фрезеровать плоскости и пазы, нарезать резьбу метчиками и резцами и т. и. (рис. 149).

Рис. 149. Работы, выполняемые на горизонтально-расточных станках:

а—растачивание цилиндрических отверстий; б — сверление отверстий; в — об­работка вертикальной плоскости торцовой фрезой; г — обработка горизонтальных плоских и фасонных поверхностей; д — обработка торца резцом; е — наре­зание внутренней резьбы резцом
Расточные станки подразделяют на горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-расточные (отделочно-расточ-ные). Для тонкой (алмазной) обработки отверстий деталей при­меняют алмазно-расточные станки. Они позволяют растачивать отверстия с отклонением поверхности отверстия от цилиндричес­кой формы в пределах 3—5 мкм. Координатно-расточные станки предназначены для обработки точных отверстий в тех случаях, когда нужно получить точные межцентровые расстояния или расстояния осей отверстий от базовых поверхностей (в пределах 0,005—0,001 мм).

^ 8.1 УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫЙ CTAHOК 2620A

Станок (рис. 150) предназначен для обработки относительно крупных и громоздких деталей. На нем можно растачивать, свер­лить, зенкеровать и развертывать отверстия, нарезать наружную и внутреннюю резьбы, цековать и фрезеровать поверхности дета­лей. На станке целесообразно обрабатывать детали, у которых нужно растачивать несколько параллельных между собой отверс­тий с точным расстоянием между их осями.

Характеристика станка. Диаметр выдвижного шпинделя 90 мм; размеры стола 1300 X 1120 мм; наибольшее поперечное переме­щение стола 1000 мм; наибольшее вертикальное перемещение шпиндельной бабки 1000 мм; наибольшая масса устанавлива­емой детали 2000 кг; наибольшее осевое перемещение выдвиж­ного шпинделя 710 мм; пределы частот вращения: шпинделя 12,5—2000 об/мин; планшайбы 8—200 об/мин; пределы осевой подачи шпинделя 2,2—1760 мм/мин; мощность электродвигателя главного движения 10 кет; габаритные размеры 5700 х 3000 х 3000 мм; масса станка 12,5 т.

Принцип работы станка заключается в следующем. Инструмент крепится в шпинделе или в суппорте планшайбы и получает глав­ное движение — вращение. Обрабатываемая заготовка устанав­ливается непосредственно на столе либо в приспособлении. Столу сообщается продольное или поперечное поступательное движе­ние. Шпиндельная бабка перемещается в вертикальном направ­лении по передней стойке (одновременно с ней вертикально пере­мещается опорный люнет на задней стойке). Расточной шпиндель получает поступательное перемещение (при растачивании отверс­тий, нарезании внутренней резьбы и т. п.). Суппорт аланшайбы перемещается по планшайбе в радиальном направлении. Все эти движения являются движениями подач.

Рис. 150. Общий вид универсального горизонтально-расточного станка 2620А:

1 — задняя стойка; 2 — люнет; 3 — станина; 4 — продольные салазки стола;

5 — поперечные салазки стола; в — поворотный стол; 7 — план­шайба;

8 — радиальный суппорт; 9 — шпиндельная бабка; 10 — передняя стойка;

11 — шкаф электрооборудования; 12 — электромашинный агрегат
Движения в станке. Главное движение — вращение шпинделя и планшайбы. Шпиндель и планшайба станка вращаются от двух-скоростного электродвигателя мощностью N — 10 квт (рис. 151) через коробку скоростей с двумя тройными блоками зубчатых колес Б₁ и Б₂. Вращение планшайбы включается муфтой М₁ кото­рая приводит в движение зубчатое колесо 21, свободно сидящее на валу IV. Переключением двухскоростного электродвигателя и двух тройных блоков зубчатых колес можно получить восем­надцать значений частот вращения планшайбы в пределах 8— 400 об/мин. Практически же используются только частоты 8—200 об/мин.

Уравнение кинематической цепи для минимальной частоты вращения планшайбы:

Шпиндель получает вращение через колеса или через зубчатые колеса в зависимости от поло­жения муфты М₂. Число ступеней вращения шпинделя — 36.

Тринадцать из них совпадают, т. е. фактически шпиндель имеет 23 различных частоты вращения в пределах 12,5—2000 об/мин.

Уравнение кинематической цепи для минимальной частоты вращения шпинделя:

n _min = 1440

Шпиндель V является полым и вращается на трех подшип­никах качения. Внутри этого шпинделя помещается расточной шпиндель VI, который вращается от шпинделя V и может иметь осевое движение от винтовой пары. Полый шпиндель V распо­ложен внутри пустотелого шпинделя VII планшайбы.

Механические подачи и быстрые установочные перемещения рабочих органов станка осуществляются от электродвигателя постоянного тока (N = 1,6 кет; n_max = 1500 обIмин). Величина подачи и скорость установочных перемещений регулируются в широких пределах путем бесступенчатого изменения частоты вращения вала электродвигателя. Движение рабочих органов станка реверсируется также электродвигателем.

Движения подачи и установочные перемещения рабочих орга­нов осуществляется в станке от вала IX, который вращается от электродвигателя через передачу . Зубчатое колесо z — 77 сидит на валу свободно и соединяется с ним через предохранитель­ную муфту М_n.

При нагрузках, превышающих величину момента, на которую отрегулирована пружина, муфта М_n поворачивает рычаг, кото­рый нажимает на конечный выключатель В_k, выключающий элек­тродвигатель.

От вала IX могут осуществляться следующие механические подачи и установочные движения рабочих органов:

а) вращение через передачу вертикального ходового вала XXVIII, от которого приводятся в действие механизмы осевой подачи расточного шпинделя VI и радиальной подачи суппорта;

б) вертикальное перемещение шпиндельной бабки и одновре­менное перемещение люнета при включении муфты М₆;

в) поперечная подача стола при включении муфты М₈;

г) продольная подача стола при включении муфты М₇.

Осевое перемещение расточного шпин­деля может осуществляться механически и вручную. Меха­нические осевые подачи расточного шпинделя производятся от электродвигателя (IV = 1,6 кет; п_тах = 1500 об/мин) при вклю­чении зубчатого колеса z = 35 с муфтой М₅.

Уравнение кинематической цепи для максимальной механи­ческой осевой подачи:

s_{0 max} =

^ 8.2 АЛМАЗНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ

Алмазно-расточные станки очень широко применяются в маши­ностроительной промышленности. На них выполняется тонкое растачивание точных цилиндрических и конических отверстий, а также обтачивание и подрезка.

Алмазно-расточные станки подразделяются на вертикальные и горизонтальные, одно- и многошпиндельные. Горизонталь­ные станки могут быть односторонними и двусторонними. Выпус­кается пять основных типоразмеров горизонтальных алмазно-расточных станков: односторонние с шириной стола 320 и 500 мм и двусторонние с шириной стола 320, 500 и 800 мм.

На алмазно-расточных станках детали обрабатываются при высоких скоростях резания (150—300 м/мин), малых подачах (0,01—-0,1 мм/об) и малых глубинах резания (0,1—0,3 мм). В качестве инструмента применяют алмазные и твердосплавные резцы.

Главным движением в алмазно-расточных станках является вращение шпинделя с инструментом (рис. 152). Вертикальные одношпиндельные алмазно-расточные станки имеют разделенный привод главного движения, т. е. вращение шпинделю от коробки скоростей передается с помощью ременной передачи. В горизон­тальных алмазно-расточных станках, предназначенных для более точных работ, коробка скоростей отсутствует; электродвигатель расположен вне стакана, и шпинделям расточных головок вра­щение сообщается только с помощью ременной передачи. Необхо­димая частота вращения шпинделя настраивается ступенчатыми или сменными шкивами.

Движение подачи в вертикальных одношпиндельных станках сообщается шпинделю, в горизонтальных односторонних и дву­сторонних станках — столу с установленным приспособлением для закрепления заготовки.

Стол совершает сложный цикл рабочих и быстрых перемеще­ний, подавая заготовку то к одним, то к другим шпиндельным головкам, установленным на мостиках. В специализированных алмазно-расточных станках движение подачи сообщается шпин­дельным головкам, а заготовка остается неподвижной.

Рис. 152. Алмазно-расточные станки: а — вертикальный; б — горизонтальный

Для получения подач чаще всего используется гидравлический привод, бесступенчато регулирующий величины подачи.

Тонкое (алмазное) растачивание имеет следующие достоинства:

а) в порах обработанной поверхности отсутствуют абразивные зерна, наблюдаемые при обработке абразивным инструментом (шлифовании и хонинговании);

б) точность обработки на овальность и конусность отверстий диаметром 100—200 мм достигает второго и даже первого класса (0,01—0,005 мм);

в) обработанная поверхность имеет высокий (9—10-й) класс чистоты.
^ 8.3 КООРДИНАТНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ

На координатно-расточных станках можно размечать и цент­ровать, сверлить, развертывать и окончательно растачивать от­верстия, обрабатывать фасонные контуры, фрезеровать торцы бобышек и др.

Станки этого типа применяют для обработки точных отвер­стий в тех случаях, когда расстояния между их осями или расстояния их осей от базовых поверхностей детали должны быть выдержаны с очень высокой степенью точности.

Точные расстояния между осями обработанных отверстий и при­нятыми базовыми поверхностями получают на этих станках без применения каких-либо приспособлений для направления инстру­мента. Для точного отсчета перемещений подвижных узлов станка координатно-расточные станки имеют специальные устройства: точные ходовые винты с лимбами и нониусами; жесткие и регули­руемые концевые меры вместе с индикаторными устройствами, прецизионные масштабы в сочетании с оптическими приборами и индуктивные проходные винтовые датчики. Для этих целей применяются системы: механические, оптико-механические, оптические, оптико-электрические, электрические.

Координатно-расточные станки бывают одностоечные и двухстоечные. Одностоечные координатно-расточные станки обычно снабжены крестовым столом, который может перемещаться в двух взаимно перпендикулярных направлениях (продольном и по­перечном). Шпиндель имеет вращательное движение и движение подачи в осевом направлении. У двухстоечных координатно-рас­точных станков стол может перемещаться только в продольном направлении, а поперечное перемещение по траверсе получает головка со шпинделем.

Координатно-расточные станки можно использовать и как из­мерительные машины для проверки размеров деталей и особо точ­ных разметочных работ.

Во избежание температурных влияний окружающей среды на точность работы координатно-расточные станки должны устанав­ливаться в изолированном помещении, где температура поддержи­вается на уровне 20° С.

Наиболее распространены следующие координатно-расточные станки: одностоечные — 2400, 2410, 2Б420, 2А430, 2В430, 2В440А, 2А450; двухстоечные - 2435П, 2А435, 2455, 2В460, 2470.
На рис. 153 показан одностоечный координатно-расточной ста­нок 2А430. Основной особенностью станка является индуктивный метод отсчета продольных и поперечных координат с предвари­тельным их набором и автоматической остановкой стола по дости­жении набранных координат.

Сущность работы механизма индуктивного отсчета координат состоит в следующем. На станке имеется индуктивный винтовой механизм (рис. 154). Он содержит винт-якорь 5 и датчик, состоящий из проходных гаек 1 и 2 с шагом 5 мм, Датчик прикреплен к столу и с ним перемещается. Гайки являются сердечниками, на которые намотаны катушки, создающие в гайках магнитный поток при прохождении тока. Между наружной поверхностью винта и внутренней поверхностью гайки имеется радиальный зазор 0,3—0,4 мм. Шаг винта-якоря также равен 5 мм.

Каждая из гаек-сердечников смещена относительно другой на половину шага. Суммарные воздушные зазоры торцами витков гаек 1 и 2 и винта-якоря 5 будут равны и минимальны лишь в од­ном относительном положении. Это положение повторяется на каждом шаге винта-якоря. Во всех других случаях при пере­мещении в пределах шага увеличение зазоров в одном полу­датчике сопровождается умень­шением их в другом. Это приводит к изменению силы тока в цепи электроиндикатора МА (микроамперметра со шка­лой ± 100 мка). Когда зазоры в обоих полудатчиках равны, ток в цепи электроиндикатора будет равен нулю. Таким образом, при перемещении датчика вместе со столом относительно винта будет фиксироваться точное положение стола через каждые 5 мм.

Рис. 153. Координатно-расточной станок 2А430

Рис. 154. Схема индуктивного вин­тового механизма
Установка точного положения стола в пределах меньше 5 мм (до 0,001 мм) достигается следующим образом. При наборе коор­динат винт — якорь 5 поворачивают вокруг оси при помощи махо­вика 9 через конические колеса 16—17 и цилиндрическую передачу 18—7. Величину поворота винта-якоря наблюдают по соответст­вующему лимбу. Затем при работе станка, когда стол двигается, датчик точно фиксирует нулевое положение.

Таким образом создается непрерывная индуктивная шкала отсчета координат. Учитывая, что датчик при движении со столом фиксирует каждый шаг винта-якоря, т. е. каждые 5 мм, необходимо, чтобы электроиндикатор включился только перед требуемым витком. Для этого служит передвижной упор 21, который уста­навливается при наборе координат в соответствии с требуемым размером против заданного витка винта-якоря. Упор 21 закреп­лен на гайке 19, находящейся на вспомогательном винте 6. Винт 6 вращается от маховичка 9 через конические колеса 16—17.

На датчике закреплены два микропереключателя 4 я 3, которые последовательно срабатывают при нажатии на упор 22 во время дви­жения стола. Микропереключатель 4 за 2,5—3 мм до требуемой координаты выключает быстрый ход стола или салазок и одновре­менно включает медленную рабочую подачу. Микропереключатель 3 срабатывает за 0,8—-1,2 мм до заданной координаты, подготав­ливая реле для подачи команды «Стоп» электродвигателю привода стола, а также включает электроиндикатор и его сигнальную лампочку. При достижении столом заданного размера датчик подает сигнал поляризованному реле, а от него через промежуточ­ное реле — магнитному пускателю, отключающему электро­двигатель привода подачи, и стол автоматически останавливается. Точность останова зависит от скорости движения стола и на данном станке составляет ± 0,02 мм. Дополнительная установка с точ­ностью 0,001—0,002 мм выполняется вручную.

Для настройки на требуемую координату служат: лимб 10, при­водимый во вращение маховичком 9 через червячную пару 8 и пока­зывающий величину в миллиметрах; лимб 11, указывающий доли миллиметров, и нониусный лимб 15, с помощью которого устанав­ливаются тысячные доли миллиметров. Точная установка винта 5 и его лимбов производится рукояткой 13 через зубчатые колеса 12 и 14.

После обработки первого базового отверстия лимб 11 устанав­ливают в нулевое положение. Отключают лимб 11 фрикционной муфтой. Лимб 10 связывается с червячным колесом 8 при помощи фрикционных пальцев, находящихся под воздействием пружин. Благодаря этому лимб можно также установить в нулевое положе­ние. Положение стола определяется по линейке 20.

Для автоматического исправления ошибок отсчетного меха­низма (неточность шага и биение винта-якоря, неточность элект­рической системы механизма) имеется специальный корригирую­щий диск, который через рычажную систему соответственно за­ранее обнаруженным ошибкам поворачивает нониусный лимб.

Конструкция и принцип работы датчика для набора и уста­новки поперечных координат аналогичны разобранным.

ЛЕКЦИЯ 9

^ ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ
9.1. КОНСОЛЬНО-ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ

Дата добавления: 2015-07-18