Теоретичні відомості. Обладнання і пристрої до верстатів

Обладнання і пристрої до верстатів. Велике значення при об­робці на верстатах має обладнання, яке постачає завод-виготовлювач верстатів одночасно з верстатом. За допомогою цього облад­нання встановлюють і закріплюють заготовки та інструменти. Крім обладнання на заводах, де експлуатуються верстати, проектують і виготовляють пристрої, які застосовують для тієї самої мети, коли обладнання не забезпечує встановлення і кріплення заготовок та інструментів за технологічним процесом, розробленим заводом, а також для механізації й автоматизації обробки, підвищення точ­ності обробки заготовок.

Проектування і виготовлення обладнання — найважливіший етап підготовки виробництва. Наприклад, для випуску автомобіля «Москвич» потрібно більш як 5400 пристроїв і контрольних прила­дів; з переходом на виготовлення подібних машин іншої конструк­ції більшість цих пристроїв непридатна. У зв'язку з цим велике значення має розроблена в СРСР система універсально-збірних пристроїв (УЗП), що дає змогу в 2—3 рази скоротити час і затра­ти на підготовку виробництва і в десятки разів знизити витрати металу на пристрої. Суть УЗП полягає в тому, що токарні, фрезер­ні, шліфувальні та інші пристрої, а також контрольні прилади складають із стандартних деталей. Коли потреба в пристрої від­падає, його розбирають, а деталі використовують для складання нових пристроїв.

Обладнання до токарно-гвинторізних верстатів. Центри призна­чені для встановлення (базування) заготовок між шпинделем вер­стата і пінолем задньої бабки. Щоб встановити заготовки в цент­рах, на їх торцях попередньо висвердлюють центрові отвори (рис. 222). Крутний момент від шпинделя при обробці в центрах пере­дається патронами або повідковими пристроями. На рис. 223 по­казано повідковий патрон 1, нагвинчений на шпиндель і хомутик 2, закріплений на лівому кінці заготовки за допомогою болта 3. Крім зігнутих є також прямі хомутики, для роботи з ними застосовують патрони з повідковим пальцем (див. с. 270). При швидкісній об­робці валів застосовують в основному обертові центри (рис. 223, 4 і рис. 224). Щоб скоротити час на закріплення заготовки, застосо­вують різні самозатискні хомутики або самозатискні повідкові пат­рони. ДІЮ самозатискного хомутика легко зрозуміти з рис. 225. При обертанні повідкового патрону його палець 2 впирається у важіль 1 хомутика, який і затискає заготовку 3.

Самоцентрівні патрони застосовують для закріплення головок з одночасним центруванням їх. Є кілька конструкцій цент­руючих механізмів патронів: з двозначним гвинтом, спіральні, рей­кові та інші з числом кулачків від 2 до 4. Найбільш поширений трикулачковий патрон (рис. 226, а). У корпусі патрона встановлені три конічних зубчастих колеса 3, які мають квадратні заглиблення
для торцевого ключа. Колеса 3 зачеплені з великим конічним колесом 4; це колесо з другої сторони має торцеву різьбу 2, з якою зачеплені рейки кулачків 1.

У чотирикулачкових патронів (рис. 226, б) кожний кулачок переміщується від свого гвинта, що дає можливість закріп­лювати в них несиметричні і некруглі заготовки. Щоб правильно встановити заготовки в чотирикулачкових патронах, у ряді випад­ків треба затратити багато часу.

Коли заготовки в патронах закріпити не можна, застосовують планшайбу (рис. 227). Великі заготовки закріплюють прихватами 1 (рис. 227, а); патрубок закріплюють за допомогою кутника 1 (рис 227 б), на ньому встановлюють і закріплюють заготовку 2.

Самоцентрівні і чотирикулачкові патрони наведеної конструкції, а також планшайба потребують затискання заготовки вручну, що v їх недоліком. Щоб скоротити допоміжний час, застосовують пнев­матичні, гідравлічні, електричні та інші патрони.

Щоб забезпечити концентричність поверхні
оброблюваних деталей (зубчастих коліс, втулок,
дисків і т. д.), чистову обробку починають з отвору; надалі цей отвір використовують як базу при встановленні деталей на оправки. Є багато різних
конструкцій оправок: жорсткі, пантові, плун­жерні, самозатискні та ін. На рис. 228 показано найпростішу ко­нусну оправку, на якій заготовка (показана штриховими лініями) утримується внаслідок заклинювання в отворі (D>d).

При обточуванні нежорстких валів (довжина яких у 10 і більше разів перевищує діаметр) встановлення їх тільки на центрах, без опори в середній частині, є недостатнім, тому що під дією сили рі­зання заготовка дуже прогинається. Це утруднює обробку і при­зводить до зниження точності. Щоб заготовка не прогиналася, вво­дять додаткову опору для неї. Такою опорою можуть бути люнети. Кожний токарний верстат забезпечують двома люнетами—рухо­мим і нерухомим.

Нерухомий люнет встановлюють і закріплюють на ста­нині; він має три кулачки, які підтримують заготовку при обробці. Кулачки люнета оснащують бронзовими подушками, заливають ба­бітом або забезпечують роликами. При високих швидкостях різан­ня дуже нагріваються бронзові або навіть бабітові кулачки та оброблювана заготовка, тому для швидкісної обробки валів раціо­нальніше застосовувати спеціальні люнети. На рис. 229, а показано нерухомий люнет з підшипниками кочення.

Рухомий люнет встановлюють на поздовжніх полозках су­порта; його кулачки торкаються оброблюваної поверхні і сприйма­ють на себе той тиск, який при відсутності їх спричинив би прогин заготовки. Раціонально застосовувати рухомі люнети — віброгас­ники (рис. 229, б), які не тільки запобігають прогину заготовок, а й одночасно гасять вібрації, що виникають при обробці валів. Ко­ливання від заготовки 1 через ролики 2 і поршні 3 передаються гідравлічній системі (яка перебуває під тиском 150—200 кПа) і га­сяться нею.

Пристрої до свердлильних верстатів потрібні для кріплення інструменту в шпинделі і для базування та кріплен­ня оброблюваної заготовки.

На рис. 242, а показано розріз кінця шпинделя з конічним отво­ром для кріплення хвостовика інструмента або патрона. Розміри отворів стандартизовані. Для виймання інструмента в ньому зроб­лено проріз (вікно) для клина. Якщо розмір (номер) конуса шпин­деля більший від конуса інструмента, застосовують перехідні втул­ки (рис. 242, б); спосіб встановлення інструментів у шпинделі за до­помогою двох перехідних втулок показано на рис. 242, в.

Інструменти з циліндричними хвостовиками затискують у сверд­лильні патрони, а останні за допомогою конуса кріплять у шпин­делі верстата. На рис. 243 зображено трикулачковий патрон, яким можна закріплювати інструменти вручну або (щоб міцніше затис­нути) за допомогою ключа 2. Кулачки 3 розміщені похило в отво­рах корпуса і мають різьбу, що зв'язує їх з гайкою 4.

При обертанні обойми 1 обертається гайка 4, що супроводжує­ться одночасним переміщенням кулачків і закріпленням інстру­ментів.

Закріплюють інструмент за допомогою таких патронів (як і при безпосередньому закріпленні в шпинделі верстата за допомогою конусного хвостовика) тоді, коли під час виконання операції вико­ристовується один інструмент. Але якщо окремі переходи операції вимагають застосовувати різні інструменти, то, щоб скоротити до­поміжний час, застосовують швидкозмінні патрони.

На рис. 244 зображено одну з конструкцій швидкозмінного пат­рона з ведучими кульками. У таких патронах різальний інструмент змінюють, не зупиняючи шпиндель верстата. Змінну втулку 4 разом із закріпленим у Дій інструментом вставляють у центральний отвір корпуса 1 патрона, і кульки 2 попадають у лунки 5 втулки. Щоб кульки тримались в лунках, опускають донизу муфту 3. При зміні інструмента муфту З піднімають, кульки втулкою (з інструментом) витісняються з лунок, що супроводжується опусканням втулки з інструментом. Переміщення муфти вгору і вниз обмежується пружинними кільцями 6 і 7.

При нарізуванні різьби на свердлильних верстатах мітчиками для закріплення останніх застосовують самоцентрівні, швидкозмінні, запобіжні та інші патрони.

Щоб підвищити точність обробки і скоротити допоміжний час, на свердлильних верстатах застосовують покажчики глибини сверд­ління, упори, кондуктори (пристосування для свердління), прист­рої, що автоматизують цикли роботи верстатів, і т. д.

Особливо поширені кондуктори, із застосуванням яких відпадає потреба в розмічанні — операції, яка дорого коштує, і підви­щується точність оброблюваних деталей. На рис. 245 показано кон­дуктор 4 для обробки отвору в шатуні 1. Правильне положення шатуна в пристрої забезпечується установочними елементами — пальцем 2 і виступами 5. Шатун закріплюють у потрібному поло­женні затискачем 6 за допомогою важеля 3. Різальні інструменти направляються в процесі обробки стальними загартованими і точно відшліфованими втулками 7.

Багатошпиндельні головки. Одношпиндельний вер­стат за допомогою таких стандартний головок можна пристосову­вати для одночасного свердління кількох отворів. На рис. 246 дано схему чотиришпиндельної головки. Свердлильна головка 3 супор­том 5 закріплюється на гільзі 2 шпинделя верстата; при цьому в конусний отвір шпинделя 1 вставлено конус головки, на осі якого міститься ведуче зубчасте колесо z₁. При обертанні шпиднеля вер­стата це колесо обертає чотири робочих шпинделі 4 головки.

Розточувальні верстати. Універсальні розточувальні верстати бувають горизонтальні і вертикальні. Особливо прийнято виділяти верстати для тонкого розточування (алмазно-розточуваль­ні) і координатно-розточувальні верстати для обробки отворів з точними міжцентровими відстанями.

На рис. 247, а показано універсальний горизонтально-розточу­вальний верстат. По напрямних станини 5 може переміщуватися стіл 2, на якому встановлюють оброблювану заготовку. Шпиндель­на бабка 3 зв'язана з вертикальними напрямними переднього стоя­ка 4 і може бути встановлена на тій або іншій висоті. Задній сто­як 1 застосовують під час роботи з борштангою (довгою оправкою) для підтримування її другого кінця. На розточувальних верстатах, крім свердління, зенкування і розвертання, можна розточувати та обточувати циліндричні поверхні і торці, нарізувати зовнішню і внутрішню різьбу, фрезерувати торці та виконувати інші роботи. Це дає можливість виконувати на таких верстатах повну обробку заготовок з одного встановлення, що особливо важливо для корпус­них деталей. На рис. 247, б наведено схему розточування циліндра. Вертикально-розточувальні верстати застосовують, як правило, для розточування отворів блоків циліндрів двигунів внутрішнього згоряння і компресорів.

Пристрої для фрезерних верстатів. При обробці деталей на фрезерних верстатах широко застосовують універсальні установочні і затискні пристрої: оправки, лещата з ручним затис­качем, пневматичні і гідравлічні, ділильні головки, поворотні сто­ли та ін., а також спеціальні пристрої для позиційної, безперервної і автоматизованої обробки.

В умовах одиничного виробництва дрібні заготовки на верста­тах кріплять за допомогою гвинтових машинних лещат, великих — за допомогою прихватів. Недоліком гвинтових машинних лещат є ручне затискання деталі. При серійному і масовому виробництві заготовки закріплюють одно- і багатомісними спеціальними прист­роями, а також лещатами з пневматичним затискачем (рис. 257). Цілещата забезпечені поршневим циліндром 1 (або пневматичною камерою); шток 2 поршня з'єднаний з тягнучим валом З, за допо­могою якого рухома губка 4 лещат приводиться в рух. Регулюван­ня розхилу лещат на зовнішній розмір (по заготовці) здійснюється при обертанні вала 3 рукояткою, що надівається на квадратний кі­нець 5. Для кріплення лещат, прихватів і пристроїв на столах вер­статів є Т-подібні вирізи, куди вставляють головки болтів.

Ділильні головки призначені для попереднього закріп­лення і дальшого повертання заготовок на потрібний кут при фре­зеруванні на них канавок або площин, розташованих під тим чи іншим кутом. Ділильні головки застосовують для фрезерування зуб­частих коліс, канавок у різальних інструментів (фрез, зенкерів, розверток, свердел), площин многогранників та ін. Розрізняють ді­лильні головки для безпосереднього і простого ділення, універсаль­ні та оптичні.

Найбільш поширені універсальні ділильні головки (УДГ), які можуть бути використані для безпосереднього, просто­го, диференційного ділення і нарізування гвинтових канавок. На рис. 258, а зображено ділильну головку 4, задню бабку 1 і домкрат 2, встановлені на столі верстата (домкрат використовують для за­побігання прогину при фрезеруванні тонких заготовок), на рис. 258, б — схему настроювання ділильної головки для простого ділен­ня. При простому діленні для повертання заготовки 6 перед фрезе­руванням чергової канавки стопор 9 виймають з отвору лімба 11 і повертають його розраховану кількість разів. Разом із стопором обертаються рукоятка 10, вал 8 і однозахідний черв'як 3. Лімб за­стопорений на корпус 1 головки. Від черв'яка обертається черв'ячне колесо 2, з ним — шпиндель головки і через повідковий пристрій 5 — оправка 7 із закріпленою на ній заготовкою. Черв'ячне колесо го­ловок УДГ має 40 зубів, отже, для повного оберту шпинделя руко­ятку треба повернути 40 раз, це число називають характеристикою ділильної головки N.

Якщо на заготовці треба нарізати z канавок, то кількість обер­тів рукоятки n_р для повертання на 1/z частину окружності можна визначити за відношенням

якщо z=10, то n_p=Nlz= 40/10 = 4; якщо z=60, то n_p = 40/60.

Лімб має кілька рядків отворів. Головки УДГ мають 16 рядків: на одному боці лімба ряди із 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30 і 31 отворами, на другому — із 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49 і 54 отворами. Зрозуміло, що отвори в кожному рядку ділять коло лімба на однакову кіль­кість частин. Стопор рукоятки можна встановити проти будь-якого ряду отворів.

У нашому прикладі поділу на 60 частин

Для нарізування 60 канавок потрібно стопор встановити проти ряду 30 отворів, розсувний сектор, який складається з двох лінійок (рис/258, а), розкрити так, щоб між лінійкою 6 і лінійкою 7 було 20 проміжків між отворами, і скріпити лінійки сектора гвинтом; після прорізування кожної канавки повертати рукоятку на 20/30 оберту, а сектор, що спирається на виточку лімба, повертати до упо­ру лінійки 6 у стопор, щоб підготувати новий поворот рукоятки.

Для безпосереднього ділення черв'як виводять із зачеплення з черв'ячним колесом і ділення роблять при повертанні шпинделя вручну. Відлік ведуть за допомогою диска 3 (рис. 258, а), який закріплено на шпинделі і має отвори для фіксуючого при­строю 4. Інші головки мають диск з градуйованою шкалою і ноніус з поділками по 5'. При градусній шкалі кут повороту шпинделя визначають за формулою

Дата добавления: 2015-08-13