Технические характеристики шлицепрорезного устройства

Параметр	Модель автомата
1Д112, 1Д118	1Б125, 1Б140	1Е110, 1Е110П, 1Е116, 1Е116П	1Е125, 1Е125П, 1Е140, 1Е140П
Диаметр фрезы, мм	63, 80			63, 80
Наибольшая ширина фрезы, мм
Диаметр шейки шпинделя для установки фрезы, мм	16 с переходным кольцом Ǿ22		16 с переходным кольцом Ǿ22	16 с переходным кольцом Ǿ22
Наибольшее перемещение руки-переносчика, мм
Наибольший диаметр захватной втулки или цанги, мм
Угол поворота руки-переносчика, град.

На рис. 1.26 и в табл. 1.21 представлены установочные размеры и циклограмма перемещения руки-переносчика.

Рис. 1.26 – Установочные размеры и циклограмма перемещений

руки-переносчика:

1 (1^|, 1^{| |}) – варианты поворота на ось шпинделя; 2 – ход на деталь; 3 – отход с деталью; 4 – поворот на ось фрезы; 5 – подвод к фрезе и фрезерование;

6 (6^|) – варианты отвода от фрезы; 7 – поворот на ось выталкивателя;

8 – отвод для выталкивания детали; 9 – ход вперед

Таблица 1.21

Установочные размеры шлицепрорезного устройства, мм (см. рис. 1.26)

Модель автомата	А	Б	В (ход)	Г	Д (втул-ка)	Е (регули-ровка)	Ж	З	И, град
1Д112, 1Д118						-		63, 80
1Б125, 1Б140				-
1Е110, 1Е110П					-	-
1Е116, 1Е116П, 1Е125, 1Е125П, 1Е140, 1Е140П				-	-	-		63, 80

1.4. Система и механизмы управления автоматом.

Согласно классификации проф. Г. А. Шаумяна по способу управления рабочим циклом токарно-револьверные автоматы относятся к системе управления с распределительным валом третьей группы. Особенностью этой группы является наличие распределительного вала, управляющего рабочими ходами и частью холостых ходов (быстрый отвод и подвод суппортов), и быстровращающего вспомогательного вала, осуществляющего остальные холостые ходы (переключения револьверной головки, подача и зажим материала и др.). При обработке различных деталей скорость вращения распределительного вала изменяется, а скорость вращения вспомогательного вала остается всегда постоянной.

На распределительном валу установлены кулачки перемещения поперечными и револьверными суппортами, а также командные кулачки управления автоматическим циклом работы автомата.

Полный цикл обработки детали осуществляется за один оборот распределительного вала. Кулачок обеспечивает строго дозированное прямое и возвратное перемещения суппортов, с закрепленным режущим инструментом, являясь одновременно программоносителем и тяговым механизмом (частью привода). Он разрабатывается индивидуально для каждой детали. Профилирование (програмирование) кулачков ведут по заранее разработанным циклограммам обработки деталей, для чего полное время обработки (один оборот распределительного вала) распределяют между отдельными элементами цикла, а кулачок разбивают на 100 частей (секторов) для токарных автоматов или на 360^о для другого оборудования. Размеры кулачков ограничиваются габаритами станка, и поэтому величина хода рабочего органа при его перемещении дисковым (плоским) кулачком не превышает 120 – 200 мм, а при использовании кулачков барабанного типа – 300 мм

Системы управления с распределительным валом являются надежными механическими системами, обеспечивающими высокую точность повторения размеров, они стабильно поддерживают постоянную во времени синхронизацию цикла. Основным их недостатком является трудоемкость проектирования, изготовления и наладки кулачков с распределительным валом и т.о. всего автомата.

Систему управления с распределительным валом рассмотрим на примере управления перемещениями рабочих и вспомогательных органов токарно-револьверного автомата мод. 1Б136 (рис. 1.27)

Рис.1.27 – Кинематическая схема токарно-револьверного автомата 1Б136

Управление автоматическим циклом работы автомата осуществляется распределительным валом, который состоит из двух частей: продольного ХIII и поперечного ХII валов.

Поперечный распределительный вал ХII с установленным на нем дисковым кулачком 17 обеспечивает не только подачу револьверного суппорта, но и с помощью кулачков 19, управление переключением конечного выключателя 18реверсом вращения шпинделя автомата.

Продольный распределительный вал ХIII с помощью установленных на нем дисковых кулачков 27, 28 и 29 обеспечивает управление и подачи поперечных суппортов (ПС, ЗС, ВС), а командными кулачками 24 и 26 – управление включением однооборотных зубчатых 9 и 10, передающих вращение от вспомогательного вала VII соответственно на механизм подачи и зажима прутка (вал VIII) и на механизм поворота револьверной головки (вал IX). В нормальном состоянии эти муфты отключены. Включаются они на короткое время, за которое делают два оборота и после этого автоматически отключаются. Отключение однооборотных муфт только после их двух оборотов обеспечивается кулачками 8 и 11, которые удерживают рычаги управления 23 и 22 и отпускают их, когда сами сделают полный оборот вместе с валом VIIIи валом IX.

На валу ХIII установлен также кулачок 25 управления подводом лотка для сбора готовых деталей.

Передача движения поперечным суппортам 1, 2 и 4 (рис. 1.28) от дисковых кулачков кулачков 9, 10и 11распределительного вала 13 осуществляется через систему рычагов 5-8 и 12 с зубчатыми секторами и реечными передачами. Регулировку положения суппортов производят регулировочными винтами 3 и 14при наладке автомата.

Рис. 1.28 – Механизм управления перемещениями поперечных суппортов

Учитывая, что распределительный вал за время цикла обработки детали Т (сек) совершает один оборот, уравнение кинематической цепи имеет вид:

(2)

Тогда подбор сменных зубчатых колес гитары настройки производится по формуле:

(3)

Передача движения от электродвигателя типа АО32-4 (см. рис. 1.27) на вспомогательный вал или его отключение осуществляется при соответствующем положении муфты 5, управляемой вручную рукояткой 1.

На правом конце вспомогательного вала установлен маховик 16 для вращения вала вручную при наладке автомата.

Частота вращения вспомогательного вала является величиной постоянной и равна

(4)

Управление изменением частоты вращения шпинделя производится посредством поводка 14, установленного на валу IX и переключающим через мальтийский крест переключатель 15.

Настройка на получение различных частот вращения автоматической коробки скоростей производится переключением электромагнитных муфт ЭМ₁-ЭМ₄ по программе, установленной переключателями на пульте управления наладчиком автомата.

При включении муфты 9 вращение через зубчатые колеса Z₁₇ = 36 и Z₁₉= 72 передается на дополнительный вспомогательный вал VIII. На этом валу установлены цилиндрические кулачки подачи 3 и зажима 4прутка. Подача прутка производится через рычаги с конечным выключателем 2, который при окончании прутка останавливает автомат. От вала VIIIчерез зубчатые колеса Z₁₈ = 54 и Z₁₆ = 54 вращение передается на кулачок 7 подачи качающегося упора.

Частота вращения в минуту вала VIII также всегда постоянна и равна n^/_ВВ = 60 об/мин, а время подачи и зажима прутка

(5)

Нормальное и ускоренное вращение распределительного вала автоматов моделей 1Б125 – 1Б140 обеспечивается автоматическим управлением от барабана 12 (рис. 1.29), закрепленного на дополнительном распределительном валу 13. При воздействии кулачка 1 на палец 3 рычаг 4, поворачиваясь вправо, винтом 7 упирается в палец 8 рычага, закрепленного на оси 9 вилки, связанной с муфтой переключения (на рис. 1.29 не показана), и переключает ее. Во время поворота рычага 4 укрепленный на нижней его части конусный палец 5 нажимает на конусный палец 6, установленный на нижнем конце рычага 10 и поворачивает его. В это время вторым концом рычаг 10 сжимает пружину 11. Как только конусный палец 5 сойдет с конусного пальца 6, пружина 11 разожмется и застопорит во включенном положении муфту. Выключение муфты производится кулачком 2 при вращении в обратном направлении.

Командные барабаны, установленные на распределительном валу и обеспечивающие управление работой автомата с помощью ригелей например, мод 1Е110, 1Е116, 1Е125, 1Е140 и 1Е165 выполняют следующие функции: включают и отключают муфту привода механизмов подачи и зажима прутка; поворачивают револьверную головку; производят переключения в командоаппарате для изменения направления и частоты вращения шпинделя; включают муфту быстрого вращения распределительных валов; включают и отключают приводы специальных приспособлений; подводят и отводят ловитель готовых изделий.

Ригели закрепляют в Т-образных торцовых пазах расположенных концентрично посадочным отверстиям барабанов. В качестве примера на рис. 1.30 представлен механизм включения однооборотной муфты привода механизмов подачи и зажима прутка

Рис. 1.29 – Механизм управления переключением вращения распределительного вала

Рис. 1.30 – Рычажно-кулисный механизм включения муфты привода подачи и зажима прутка:

1 – фиксатор; 2 – муфта; 3 – эксцентрик; 4, 5 – винты; 6 – ригели; 7 – барабан

Ригели 5 и 6 должны выступать над поверхностью барабана 7 на одинаковую высоту (допустимая разница – не более 0,2 мм). Винтом 4 устанавливают зазор 1.5-2 мм между ригелем на рычаге и поверхностью барабана. Между фиксатором 1 и муфтой 2 должен быть зазор в пределах 0,05-0,1 мм, который устанавливают, выдвигая или утапливая фиксатор с последующим закреплением его положения финтом 8. Так регулируется зазор между муфтой и эксцентриком 3. При регулировании необходимо убедиться, чтобы все нулевые риски делений на ригельных барабанах совпадали между собой.

На токарно-револьверных автоматах мод. 1Д112. 1Д118 и 1Е110-1Е165 применяют командоаппараты, принцип работы которых состоит в следующем (рис. 1.30). Каждая секция командоаппарата (7, 8 и 10) имеет свое назначение и приводится в действие от ригеля 4, находящегося на ригельном (командном) барабане. (Количество секций может быть различным на станках разных моделей). При вращении распределительного вала ригель 4 контактирует с кулачком 5, закрепленным на рычаге 6, в результате чего последний, упираясь в винт 3, опускает вниз толкатель 2. Ленточная пружина 1 наталкивается на рычаг 9 переключателя, включая или выключая контакт в электроцепи станка (через глазок в секции видно, какое положение занял переключатель). Чтобы не допустить пережима рычага 6 и поломки пружины 1 или рычага 9, регулируют величину хода толкателя 2 винтом 3. В результате необходимо добиться такого положения, чтобы хода толкателя хватало на переключение и в тоже время, чтобы в самом нижнем положении пружине 1 не упиралась в основание выемки на рычаге 9.

Рис. 1.30 – Секционный командоаппарат:

1 – пружина; 2 – толкатель; 3 – винт; 4 – ригель; 5 – кулачок; 6,9 – рычаги;

7, 8,10 - секции

Особое значение в системе управления автоматом имеют органы управления различными устройствами и механизмами, количество, размеры и расположение которых зависят от конструктивных особенностей автомата и его технологических возможностей. В качестве примера на рис. 1.31 представлены органы управления и места регулирования токарно-револьверных автоматов мод. 1Д112 и 1Д118

Рис. 1.31 - Органы управления и места регулирования

токарно-револьверных автоматов мод. 1Д112 и 1Д118:

1 – командоаппарат, 2 – винт натяжения клиновых ремней, 3 – гайка стопорения ролика ремней, 4 – рукоятка включения распределительных валов, 5 – рукоятка зажима кронштейна трубы загрузочного устройства, 6 – рукоятка закрепления подающей трубы, 7 – винт регулирования величины подачи прутка, 8 – барабан, управляющий реверсированием шпинделя, 9 – барабан, управляющий поворотом револьверной головки и переключением скоростей, 10 – отверстие в рычаге под стержень для ручного зажима материала, 11 – барабан, управляющий включением подачи, зажима материала и быстрого сверления, 12 – эксцентрик регулирования поперечного положения резцедержателя вертикального суппорта, 13 – винт регулирования поперечного положения резцедержателя вертикального суппорта, 14 – винт радиального регулирования вертикального суппорта, 15 – винт закрепления инструментов в револьверной головке, 18 – автомат-выключатель, 19 – кнопки «Подача» и «Общий стоп», 20 – унопи «Пуск шпинделя» и «Наладка», 21 – винт регулирования положения револьверной головки, 22 – рычаг ручного перемещения револьверного суппорта, 23 – маховик ручного вращения распределительных валов, 24 – гайка с лимбом для точного перемещения поперечных суппортов, 25 – эксцентрик регулирования зацепления зубчатого сектора с рейкой револьверного суппорта, 26 – барабан, управляющий движением ловителя готовых изделий, 27 – отверстие в рычагах под стержень для ручного перемещения суппортов.

2. Сведения о технологическом процессе обработки деталей

2.1.Технологические возможности обработки деталей

на токарно-револьверных автоматах

На токарно-револьверных автоматах обрабатываются детали с соотношением длины к диаметру не более 3. В табл. 2.1 и 2.2 приведены параметры точности и качества поверхности, достигаемые различными способами обработки на автоматах

Таблица 2.1

Квалитеты и соответствующие им классы точности обработки

на токарных автоматах и полуавтоматах

Способ обработки	Квалитет
6 - 8	8 - 10
Класс точности
1. Точение черновое				+	+	+
2. Точение чистовое			+	+
3. Точение отделочное	+	+
4. Сверление			+	+
5. Зенкерование		+	+
6. Развертывание	+	+
7. Растачивание	+	+

Таблица 2.2

Параметры шероховатости поверхности, получаемые при обработке на

токарных автоматах и полуавтоматах

Способ обработки	Параметры шероховатости на ГОСТ 2789-73
Rz 160	Rz 80	Rz 40	Rz 20	Ra 2,5	Ra 1,25	Ra 0,63
1. Точение черновое	+	+	+
2. Точение чистовое			+	+	+
3. Точение отделочное					+	+	+
4. Сверление		+	+	+
5. Зенкерование			+	+	+
6. Развертывание					+	+
7. Растачивание					+	+	+

Основными технологическими операциями, выполняемыми на токарно-револьверных автоматах, являются обточка цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, центрование, сверление, развертывание, расточка отверстий, проточка канавок, нарезание резьбы плашками, метчиками и др. операции.

Переходы, выполняемые при вращении заготовки и продольной подаче, обеспечиваются инструментом, устанавливаемом в револьверной головке продольного суппорта.

Переходы, выполняемые при вращении заготовки и поперечной подаче, обеспечиваются инструментом, устанавливаемым в поперечных и вертикальных суппортах.

2.2. Выбор модели автомата

Высокий уровень оснащенности современных предприятий токарными автоматами предусматривает эффективную обработку деталей из прутковых и штучных заготовок различных металлов и их сплавов. Насыщенность станочного парка разнообразными моделями автоматов позволяет оперативно решать задачи, связанные с изготовлением деталей. При этом выбор модели автомата является одним из важных этапов разработки технологического процесса, способствующим рентабельной эксплуатации станков. Автомат выбранной модели должен обеспечивать:

- возможность обработки требуемого диаметра прутка;

- подачу прутка на длину обрабатываемой детали;

- перемещение револьверной головки и поперечных суппортов на длину, необходимую для обработки детали;

- выбранные режимы резания;

- установку режущего и вспомогательного инструментов, необходимых для изготовления детали;

- получение на станке требуемой точности и шероховатости поверхности обрабатываемой детали.

Применение дополнительных устройств расширяет технологические возможности токарных автоматов. В этом случае при изготовлении детали можно произвести дополнительную обработку инструментами, расположенными в револьверной головке (фрезерование лысок и шлицев, пропилка пазов, сверление отверстий, эксцентрично расположенных к оси шпинделя), на поперечных суппортах (нарезание и фрезерование резьб, обточка многогранников, сверление поперечных отверстий, обточка за буртом), а также со стороны отрезки.

Для выбора модели станка надо иметь в виду следующее. Технические характеристики токарно-револьверных автоматов приведены в табл. А.1 приложения. Расстояния револьверной головки и суппортов от оси и торца шпинделя, величины перемещений и регулировки, расстояние от плоскости поперечных суппортов до оси шпинделя и другие данные, требуемые при расчете наладок и проектировании вспомогательного инструмента, приведены в табл. Б.1 приложения. Выбранные скорости резания, обеспечивающиеся диапазоном частот вращения шпинделя автомата, а также рассчитанное время цикла обработки должны быть уточнены по соответствующим таблицам руководства по эксплуатации автомата.

2.3. Рекомендации по разработке технологического процесса

обработки детали.

При разработке автоматных наладок рекомендуется:

- совмещать по возможности работу режущих инструментов, размещенных в револьверной головке и поперечных суппортах;

- одновременно использовать в работе большое количество режущих инструментов, применяя для этого многорезцовые державки;

- в случае необходимости проверять рабочую зону станка в целях исключения столкновений режущих и вспомогательных инструментов револьверной головки и поперечных суппортов;

- черновые переходы и переходы с наибольшим количеством одновременно работающих инструментов выполнять в первую очередь;

- при повышенных требованиях к точности и шероховатости обрабатываемой поверхности детали не совмещать черновые и чистовые переходы;

- перед сверлением отверстий диаметром до 10 мм выполнять центрование торца прутка коротким сверлом (чаще всего центровочное сверло используют и для образования фаски в отверстии; в этом случае оно должно быть требуемого диаметра и его режущие кромки следует заточить соответственно углу фаски);

- при сверлении отверстий глубиной более трех диаметров (глубокое сверление) применять выводы сверла (при этом глубину сверления рассчитывают по формуле 3d + 2d + 1d, где d- диаметр сверла) или использовать последовательно несколько сверл при наличии свободных позиций револьверной головки;

- при сверлении ступенчатых отверстий в первую очередь сверлить отверстие большего диаметра; это сокращает время обработки и улучшает условия выхода стружки;

- фасонное точение (обработка детали фасонным резцом) с поперечного суппорта совмещать со сверлением отверстий большого диаметра, в этом случае сверло увеличивает устойчивость детали;

- в тонкостенных деталях в первую очередь производить сверление отверстия, а затем обработку наружного диаметра;

- при недостаточной жесткости детали не совмещать фасонное точение со сверлением отверстий малого диаметра, т. к. при этом возможно смещение отверстия (увод сверла);

- для получения оптимальной скорости резания при сверлении отверстий малого диаметра применять вращающееся сверло (устройство ускоренного сверления);

- в целях сокращения времени на отрезку в деталях со сквозным отверстием увеличивать рабочий ход сверла на ширину отрезного резца;

- в случае необходимости фасонное обтачивание с поперечных суппортов производить двумя резцами - черновым и чистовым;

- отводить проходной резец с рабочей подачей или применять спе­циальную державку с отскоком резца от обрабатываемой поверхности в конце обточки, для исключения образования кольцевой риски при отводе резца при чистовой обработке деталей с повышенными требованиями к шероховатости;

- для сокращения времени на отрезку детали длину рабочего хода проходного резца, а в случае фасонного обтачивания - ширину фасонного резца увеличивать с учетом отрезного резца;

- в отдельных случаях для увеличения производительности фасонную обработку следующей детали производить в момент отрезки обработанной детали;

- во избежание заусенцев на цилиндрических поверхностях или торцах детали в конце рабочего хода резца или сверла предусмотреть зачистную паузу в течение отрезка времени, требуемого для 8 - 10 оборотов шпинделя;

- фаски и канавки на резьбовых участках обрабатывать до нарезания резьбы, а на участках с рифлением - после накатывания;

- повороты револьверной головки производить во время работы поперечных суппортов, холостые перемещения поперечных суппортов - во время работы инструментами револьверной головки;

- в случаях, когда в револьверной головке заняты три позиции, вспомогательный инструмент устанавливать через одно гнездо револьверной головки или располагать в револьверной головке два комплекта инструмента для изготовления двух деталей за один оборот распределительного вала;

- при одновременной работе нескольких режущих инструментов, закрепленных в револьверной головке или поперечных суппортах, в операционную технологическую карту вписывать наименьшую подачу, выбранную для инструментов этой группы.

Технологический процесс изображается в виде последовательного ряда эскизов переходов обработки. Пример обработки детали на токарно- револьверном автомате представлен на рис. 2.1

Рис. 2.1 - Пример обработки детали на токарно-револьверном автомате:

а - эскиз детали; б - подача прутка до упора; в - протачивание наружного диаметра и центрование; г - протачивание наружного диаметра и сверление отверстия; д - протачивание канавок, фасок и сверление отверстия; е - нарезание резьбы; ж - протачивание наружного диаметра; з - отрезка детали

При разработке технологического процесса важно определить, с какой стороны обрабатывать деталь. Как правило, это зависит от размера и вида внутренних поверхностей детали и наличия резьбовых участков на ней.

Резьба на токарно-револьверных автоматах может нарезаться двумя методами:

- при первом методе вращается только обрабатываемая заготовка. Свинчивание плашки или метчика производится при обратном вращении шпинделя с деталью. При нарезании резьбы n_шп определяется по формуле (1), а при свинчивании n_шп берется в 2-5 раз больше, чем при нарезании резьбы.

- при втором методе обрабатываемая заготовка и плашка вращаются в одну сторону, но плашка вращается быстрее, обгоняя деталь и нарезая на ней резьбу. Величина обгона определяется скоростью резания.

Например, получили, что n_шп = 2000 об/мин, а скорость резания при нарезании резьбы М6 V_нр = 8 м/мин. Если бы нарезание резьбы происходило по первому методу, то n_нр = 1000х8 / 3,14х6 = 425 об/мин. Но при нарезании резьбы методом обгона плашке необходимо обеспечить вращение шпинделя с частотой n_пл = n_шп + n_нр. Отсюда получаем, что n_пл = 2000 + 425 = 2425 об/мин.

Подача резьбонарезного инструмента производится только до его «закусывания» и нарезания первых витков. Дальше подача инструмента кулачком прекращается и он перемещается вперед, навинчиваясь на заготовку.

На эскизах инструмент изображается в момент окончания рабочего хода. При этом указываются размеры, определяющие положение инструментов или их державок относительно шпинделя, длину хода инструмента и размеры обрабатываемой поверхности.

2.4. Выбор заготовки и назначение режимов обработки

Прутковый и трубный прокат является преимущественной формой заготовок для токарных автоматов. Для этой цели часто используют калиброванную сталь (круглую, квадратную, шестигранную), тянутые прутки и трубы из цветных металлов и сплавов, имеющие допустимые отклонения размеров и формы по 7 – 10 квалитетам точности.

При обработке детали по 9-му квалитету прутковые заготовки должны изготовляться из проката по 11 – 12 квалитетам точности.

Овальность заготовок, т.е. разность наибольшего и наименьшего размеров одного и того же поперечного сечения, не должна превышать допустимого отклонения по диаметру, а местная кривизна – 1 мм на 1 м.

Прутки имеют в длину от 1 до 5 м, поэтому требуется периодическая заправка в автомат новых прутков. Прутковые заготовки заправляют, сняв с обоих концов пологие фаски под углом 20^о на длине 2 – 3 м на специально оборудованном станке.

Трубные заготовки, изготовляемые из стальных бесшовных холоднотянутых труб высокой точности, предварительно обрабатывают на бесцентрово-шлифовальных станках для достижения 12 – 13-го квалитетов точности.

Размер и профиль заготовки (прутка) определяется по размерам чертежа детали с учетом припуска на обработку. При этом припуски на обработку принимаются минимальные, т. к. применяются калиброванные прутки. Использование таких заготовок наряду с экономией материала, обеспечивает значительное уменьшение трудоемкости обработки.

При выборе режимов резания следует учитывать экономический фактор - стойкость режущих инструментов. Поэтому режимы резания следует выбирать с таким расчетом, чтобы переналадка инструмента производилась не раньше, чем через 4 или 8 часов работы автомата.

В случае, когда на автомате обрабатывают сложные детали с использованием большого количества режущего инструмента, режимы резания должны быть такими, чтобы стойкость режущего инструмента обеспечивала работу автомата в течение более длительного времени.

Основными критериями выбора режимов резания являются:

- обрабатываемый материал;

- точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей;

- припуск на обработку;

- материал режущего инструмента;

- охлаждающая жидкость;

- жесткость технологической системы;

- состояние оборудования;

- параметры автомата, на котором производится обработка.

В зависимости от геометрии инструмента выбирается глубина резания (табл. 2.3), а количество проходов зависит от величины снимаемого припуска. При высоких требованиях к точности и шероховатости поверхности детали припуск разделяют на два и более проходов (черновой и чистовой).

Таблица. 2.3

Глубина резания на проход

Главный угол резца в плане	Глубина резания, мм
0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0
	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0
	0,3	0,6	0,85	1,15	1,45	1,75	2,3	3,0
	0,13	0,3	0,4	0,6	0,7	0,8	1,1	1,3

Режимы резания: частота вращения шпинделя (n_шп), скорость резания (V) и подачу (S), в соответствии с вышеприведенными факторами назначают по «Общемашиностроительным нормативам времени и режимов резания на токарно-автоматные работы».

Основными особенностями назначения режимов резания являются:

- при одновременной обработке несколькими инструментами величину подачи следует выбирать наименьшую из выбранных допустимых подач для всех инструментов;

- при выборе скорости резания нормативная стойкость инструмента должна быть не менее 100 мин, т. к. при работе на более высоких скоростях, резко возрастают потери времени работы автомата, связанные с заточкой инструмента и подналадкой автомата.

Ориентировочные значения скоростей резания и подач, рекомендуемые при обработке деталей инструментом из быстрорежущей стали приведены в табл. 2.4 и 2.5.

По рассчитанной (выбранной) скорости резания определяют частоту вращения шпинделя:

n_шп = 1000 V/πD, (6)

где V - скорость резания, м/мин;

D - диаметр заготовки, мм.

Таблица 2.4

Скорости резания, рекомендованные при обработке деталей

на токарно-револьверных автоматах

Диаметр заготовки при определении скорости резания или частоты вращения шпинделя принимают максимальным для данного перехода, т.е. тот диаметр, с которого производят обтачивание.

При сверлении отверстий малого диаметра с применением приспособления для быстрого сверления, позволяющего получать заданную скорость резания, благодаря вращению сверла навстречу вращению заготовки, частота вращения шпинделя указанного приспособления определяется по формуле:

n_шп.св = n_св – n_шп, ………………………… …..(7)

где n_св - расчетная частота вращения шпинделя для сверления, об/мин;

n_шп - частота вращения шпинделя автомата по паспорту, об/мин

Таблица 2.5

Ориентировочные значения подач (мм/об), рекомендованные для различных

видов обработки на токарно-револьверных автоматах

Подача при этом определяется соотношением

, (8)

где S – расчетное значение подачи, мм/об

Если частота вращения шпинделя на автомате постоянна в течение всей обработки, то из всех полученных значений n и V выбираются минимальные. Выбранные значения корректируются в соответствии с паспортными характеристиками автомата.

Если частота вращения шпинделя изменяется, то n_шп выбирается для каждого перехода.

Полученные при расчете частоты вращения шпинделя корректируются по табличным значениям выбранного диапазона и, если это необходимо, пересчитывают скорости резания. При этом следует помнить, что увеличение частоты вращения шпинделя относительно расчетной (рассчитанной по рекомендуемой скорости резания) приведет к уменьшению выбранной стойкости инструмента.

Значения откорректированных скоростей заносят в операционную технологическую карту в графу «Скорость резания».

Выбранные режимы резания не должны превышать максимальные силовые характеристики (крутящий момент и потребляемую мощность) автомата.

2.5. Выбор режущего, вспомогательного

и измерительного инструмента.

На токарных автоматах и полуавтоматах применяются различные типы стандартного и специального режущего и вспомогательного инструмента. Автоматные резцы подобны резцам, применяемым на универсальных токарных станках, но имеют меньший размер и шлифованный стержень, для повышения точности их установки, конструкция этих инструментов обычно обеспечивает большой срок эксплуатации благодаря возможности получения большего числа заточек до полного износа.

Конструкции различных режущих инструментов представлены на рис. 2.2, на котором обозначены: а – резец проходной отогнутый правый, б – резец проходной упорный правый, в – резец отрезной, г – резец проходной чистовой радиусный, д – резец подрезной упорный правый, е – резец проходной для обработки глухих отверстий, ж – резец фасонный, з – сверло спиральное с коническим хвостовиком, и – сверло спиральное с цилиндрическим хвостовиком, к зенкер конический, л – сверло перовое, м – зенкер спиральный, н – метчик, о – развертка, п – плашка, р – ролики для прямой накатки, с – ролики для перекрестной накатки, т – плоская резьбовая гребенка, у – круглая резьбовая гребенка, ф – резец-вставка с неперетачиваемой твердосплавной пластинкой

Рис. 2.2 – Инструменты, применяемые на токарных автоматах

и полуавтоматах

Вопросы, связанные с теорией резания, стружкообразованием, формой и углами заточки режущего инструмента, а также расчеты его параметров достаточно подробно изложены в многочисленной справочной и специальной литературе.

При подборе резцов необходимо знать их сечение, тем более, что для одного и того же автомата применяются резцы различных сечений, что обусловлено конструктивными особенностями державок.

Сечения резцов. Устанавливаемых в державках револьверной головки и поперечных суппортов токарно-револьверных автоматов, представлены в табл. 2.6.

Резцы, используемые на токарных автоматах, выпускаются по ГОСТ 18869 -73, ГОСТ 18870-73, ГОСТ 18874-73, 18875-73, ГОСТ 18878-73, ГОСТ 18879-73, однако в тех случаях, когда форма режущей части стандартного резца не позволяет обработать заданную чертежом конфигурацию детали, применяют и специальные резцы.

Правильно выбранные углы заточки резцов обеспечивают требуемую шероховатость обрабатываемой поверхности. Углы заточки проходных резцов (передний γ и задний α), рекомендуемые для заточки резцов при обработке на автоматах деталей из различных материалов, представлены в табл. 2.7.

Таблица 2.6

Сечения резцов, применяемых для работы

на токарно-револьверных автоматах

Модель автомата	Сечения резцов, мм
для державок револьверной головки	для переднего и заднего суппортов	для вертикальных суппортов
1112, 1118, 1А112, 1А118, 1Б112, 1Б118, 1Д112, 1Д118, 1Е110, 1Е110П, 1К116, 1Е116П	8 х 8	10 х 10	4 х 10
1124, 1136, 1Б124, 1Б136	12 х 12	14 х 14	6 х 14
1Б125, 1Б140, 1Е125, 1Е125П, 1Е140, 1Е140П	8 х 16

Таблица 2.7

Значения переднего γ и заднего α углов (град) проходных резцов,

применяемых на токарно револьверных автоматах

Обрабатываемый материал	Материал режущей части резца
Быстрорежущая сталь	Твердый сплав
γ	α	γ	α
Автоматная сталь	16-20	6-12	6-10	8-12
Сталь: σB ≤ 500 МПа σB ≤ 500 МПа	20-25 10-20	6-12 6-12	12-15 6-10	8-12 8-12
Латунь (ЛС59-1Т)	10-25	8-12	6-10	8-12
Латунь (Л63)	0-20	8-12	10-15	8-12
Бронза	5-15	8-12	6-10	8-12
Медь	15-25	10-15	6-12	10-15
Алюминиевые сплавы	15-25	10-15	10-15	8-12

При продольном обтачивании детали тангенциальным резцом выбирают γ =20⁰, α = 8⁰.

На автоматах в основном применяют левые сверла короткой длины по ГОСТ 4010-77. В случаях, когда при сверлении глубоких отверстий длины режущей части сверла короткой серии не хватает, используют сверла средней длины по ГОСТ 10902-77.

Нарезание внутренней резьбы на автоматах осуществляют машинно-ручными метчиками (ГОСТ 3266-71), а наружной – плашками (ГОСТ 9740-71).

Под вспомогательным инструментом подразумевают всю номенклатуру оснастки, применяемой на токарно-револьверных автоматах, и прежде всего для закрепления режущего инструмента. Выбор оснастки зависит от технологического процесса обработки детали.

При работе на токарно-револьверных автоматах и полуавтоматах широко применяются вспомогательные инструменты в виде специальных державок, которые устанавливают в гнезда револьверных головок или на продольные и поперечные суппорты (табл. 2.8). Установку и закрепление режущего инструмента в державках производят так, чтобы все усилия, действующие на него, воспринимались державкой. Для повышения производительности автоматов при обработке заготовок рекомендуется применять многорезцовые державки. Следует также помнить, что при выборе вспомогательного инструмента (цанг, державок, втулок и т.п.) необходимо помнить, что правильно подобранные конфигурации и их размеры влияют на сокращение холостых перемещений, т.е. на увеличение производительности автомата, а его жесткость – на шероховатость обрабатываемых поверхностей и точность детали.

Детали, изготовленные на токарно-револьверных автоматах, должны соответствовать требованиям чертежа, т.е. все их размеры должны лежать в пределах допусков на размеры. Для контроля деталей применяются различные измерительные инструменты приборы. Их вид и метод контроля выбираются в зависимости от точности и количества деталей, подлежащих контролю.

По назначению измерительные инструменты и приборы подразделяются на:

- универсальные, обеспечивающие непосредственное измерение проверяемой величины в пределах значений шкалы инструмента или прибора. К ним относятся: штангенциркули, микрометры, индикаторы, оптические, индуктивные и пневматические приборы;

- специальные. Они предназначены для измерения или контроля параметров деталей определенного типа или одной конкретной детали. К ним относятся различные типы калибров: калибры-скобы для контроля наружных размеров и калибры-пробки для контроля отверстий.

3. Расчет наладки токарного автомата

3.1. Расчет расстояние между торцом шпинделя и револьверной головкой

Зная размеры державок, установленных в револьверной головке, для каждого рабочего перехода определяется расстояние L между торцом шпинделя и револьверной головкой при ее крайнем левом положении по формуле (схема к расчету представлена на рис. 3.1):

L = L_З + a + А + f, мм (9)

где L_З - длина вылета заготовки; мм;

а - расстояние между державкой и заготовкой для выхода стружки (в случае обработки отверстия и равное 1,5-2 диаметрам сверла); мм;

Таблица 2.8

Наладочные размеры (мм) и конструкции инструментальной оснастки,

применяемые на токарно-револьверных автоматах

Продолжение табл.2.8

А - размер державки; мм;

f - регулировочный размер для устранения ошибок при наладке автомата (принимается 2 мм).

Рис.3.1– Схема к расчету расстояния от торца шпинделя

до револьверной головки

Длина вылета заготовки (величина подачи прутка) рассчитывается по формуле:

L_З = l₁ + Σδ + b + c, мм (10)

где l₁ - длина детали, мм;

Σδ - сумма припусков на подрезание торца (при необходимости), мм;

b - ширина отрезного резца, мм;

с – расстояние от торца шпинделя до отрезного резца (наименьшее значение Т приведено на рис. 1.7 и в табл. Б.1 приложения).

Расстояние от торца шпинделя до револьверной головки в ее исходном положении L_исх (до начала обработки) равна сумме L и длины рабочего хода инструмента l: (L_исх = L +l).

Установочное расстояние L_уст от торца шпинделя до револьверной головки определяют для настройки инструмента, а равно оно сумме наименьшего значения L_min из всех переходов и наибольшего рабочего хода револьверной головки l_{р.г max}: L_уст = L_min + l_{р.г max}.

L_уст не должно быть больше соответствующего расстояния, указанного в руководстве по эксплуатации автомата или значения А_1, приведенного в табл. Б.1 приложения.

3.2. Определение длины рабочего хода режущего инструмента

Длина рабочего хода складывается из длины обрабатываемого участка детали; гарантированного зазора на безударное врезание, выполняемого с рабочей подачей; перебега инструмента, требуемого, например, для отрезного резца или для проходного резца в случае его выхода в канавку.

Расчет длины рабочего хода по переходу проводится для инструмента, имеющего наибольший рабочий ход.

Таблица 3.1

Основные схемы и формулы для определения длины

рабочего хода режущего инструмента

Наименование перехода и вид заготовки	Схема обработки	Расчетные формулы
Центрование детали: - без отверстия   - с отверстием		l = d/2 + Δ   l = d/2 – 0,3d1 + Δ
Сверление сквозного отверстия: - после центровки     - без центровки		l = l1 + b   l = l1 – 0,3d1 + Δ
Сверление глухого отверстии: - после центрования     - без центрования		l = l2     l = l2 + 0,3d1 + Δ
Сверление отверстия сверлом меньшего диаметра в детали: - с глухим отверстием		l = l2 + Δ

Продолжение табл 3.1

	2
- со сквозным отверстием		l = l2 + b + Δ
Точение резцом: - проходным   - тангенциальным     - фасонным		l = l3 + y + Δ   l = l3 + Δ     l = (D – D1)/2 + Δ
Отрезка детали: - без предварительной подрезки     - с отверстием		l = D2/2+ h + y1 + Δ     l = (D – d1)/2 + h + + y1 + Δ
Примечание. В формулах обозначены: l – длина рабочего хода; l1 – длина детали; Δ – гарантированный зазор; d – диаметр центрования; b – ширина отрезного резца; l2 – глубина отверстия; l3 – длина точения; y – величина врезания резца (см. табл 3.2); D – диаметр детали до фасонного точения; D1 – наименьший диаметр детали после фасонного точения; D2 – диаметр заготовки; y1 – перебег резца; h – скос режущей кромки резца (см. рис. 3.2 и табл. 3.3);

Формулы для определения длины рабочего хода режущего инструмента приведены в табл. 3.1, а значения величин врезания резца, необходимые для определения длины рабочего хода при продольном обтачивании резцами с главным углом в плане меньше 90°, — в табл. 3.2.

Гарантированный зазор для токарно-револьверных автоматов

Δ = (0,25 - 1) мм исключает возможность врезания инструмента по инерции при подходе на холостом ходу к обрабатываемой детали из-за наличия зазоров в передаточных рычагах суппортов и представлен в табл. 3.4.

Таблица 3.2

Значения величин врезания резца, мм

Главный угол резца в плане, град	Глубина резания, мм
0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0
	0,	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0
	0,3	0,6	0,85	1,15	1,45	1,75	2,3	3,0
	0,13	0,3	0,4	0,6	0,7	0,8	1,1	1,3

Рис. 3.2 – Схема к расчету величины скоса h отрезного резца

Таблица 3.3

Величина скоса h в зависимости от ширины В и угла наклона режущей кромки α отрезного резца, а также диаметр прутка D

Диаметр прутка D, мм	Ширна отрезного резца В, мм	Величина скоса h (мм) для углов α, град
8,1-14	2,0	0,57	0,65	0,73	0,82	0,89	0,97	1,05	1,15	1,25	1,4
14,1-22	2,5	0,72	0,81	0,91	1,0	1,1	1,22	1,33	1,44	1,56	1,75
22,1-32	3,0	0,86	0,98	1,1	1,2	1,35	1,46	1,6	1,75	1,87	2,1
32,1-40	3,5	1,0	1,14	0,25	1,4	1,55	1,7	1,85	2,02	2,2	2,45
40,1-60	4,0	1,15	1,3	1,45	1,65	1,8	1,95	2,15	2,3	2,5	2,8

При обработке некруглых заготовок (шестигранник, квадрат) для определения глубины резания при точении или длины рабочего хода при поперечном врезании или отрезке рекомендуется использовать данные табл.3.6, в котором приведена зависимость между вписанной и описанной окружностью квадратных и шестигранных сечений.

Таблица 3.4

Гарантированный зазор для токарно-револьверных автоматов

Диаметр обрабатываемого прутка, мм	Величина Δ для суппортов, мм
продольных	поперечных
до 18	0,4 – 0,6	0,25
от 18 до 45	0,5 1,0	0,25 – 0,5

3.3. Определение количества оборотов шпинделя на рабочий переход

Количество оборотов шпинделя на рабочий переход определяется по формуле

, (11)

где l – рабочий ход инструмента, мм;

S – подача инструмента, мм/об;

Так как рабочие переходы выполняются при различной частоте вращения шпинделя то количество оборотов шпинделя на каждом переходе непропорционально затратам времени для выполнения этих переходов. Поэтому для расчета определяют приведенные числа оборотов шпинделя путем умножения числа оборотов шпинделя, необходимого для выполнения перехода, на коэффициент приведения К. Этот коэффициент равен отношению основной частоты вращения шпинделя в минуту n_осн, при которой выполняется большинство переходов, к частоте вращения шпинделя в минуту n_пер, на которой выполняется данный переход, т. е.

К. = n_осн/ n_пер, (12)

Умножая количество оборотов шпинделя, необходимое на выполнение перехода, на коэффициент приведения, получают приведенное число оборотов n_пр для расчета.

После определения суммы приведенных чисел оборотов Σn_пр, необходимых для выполнения несовмещенных рабочих переходов при изготовлении детали, ее заносят в соответствующую графу операционной технологической карты.

3.4. Ориентировочная продолжительность цикла

изготовления одной детали

Время цикла обработки детали на автомате состоит из времени резания (t_Р), в течение которого происходит снятие стружки и вспомогательного времени (t_х).

Время резания t_Р, c, затраченное на выполнение рабочих переходов определяют по формуле

(13)

где Σn_пр - сумма приведенных чисел оборотов, необходимых для выполнения несовмещенных рабочих переходов;

n_осн - частота вращения шпинделя в минуту, при которой выполняется большинство рабочих переходов

Вспомогательное время состоит из времени на разжим цанги, подачу прутка до упора, зажим цанги, несовмещенные повороты револьверной головки, паузы для зачистки обработанных поверхностей, изменение частоты и направления вращения шпинделя (указанное вспомогательное время отражено в руководстве по эксплуатации автомата) и на несовмещенную часть отвода отрезного резца.

Время на несовмещенную часть отвода отрезного резца составляет от 2,5 до 6 % от времени на рабочие переходы, причем при коротких циклах обработки это время составляет от 2.5 до 4 %, при больших циклах (>100 с) – от 5 до 6 %.

Ориентировочная продолжительность цикла изготовления детали определяется по формуле

t_ц = t_Р + t_х (14)

По этому времени по таблицам руководства по эксплуатации уточняют количество сотых делений, необходимое на переключение револьверной головки и подачу прутка до упора.

Окончательное время цикла обработки детали определяют дополнительным расчетом.

3.5. Особенности разработки карты наладки при применении

дополнительных устройств

3.5.1. Нарезание резьбы от резьбового копира

В табл.В.2 приложения представлен пример обработки детали из автоматной стали марки А12 на автомате модели 1Б140. На этом станке рабочая подача и отвод резьбового резца осуществляются резьбовыми копирами.

Дата добавления: 2015-08-18