Методическое пособие 581

ческие возможности, но повышает жесткость и позволяет вести обработку на высокопроизводительных тяжелых режимах. Такие станки применяют в крупносерийном и массовом производствах.

Продольно-фрезерные станки предназначены для обработки горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей, пазов и других поверхностей на крупногабаритных заготовках или одновременно на группе заготовок средних размеров торцовыми, цилиндрическими, концевыми дисковыми, угловыми и фасонными фрезами. Эти станки могут быть одностоечными и двухстоечными, иметь один-четыре шпинделя. Применяют продольно-фрезерные станки в условиях серийного производства.

На рис. 4.24 изображен двухстоечный продольно-фрезерный станок с четырьмя шпинделями. На станине 1 жестко закреплены две вертикальные стойки 5 и 8. На вертикальных направляющих стоек расположены фрезерные головки 3 и 9 с горизонтальной осью шпинделя и траверса 4. На горизонтальных направляющих траверсы смонтированы две фрезерные головки 6 и 7 с вертикальной осью шпинделя. Заготовку закрепляют на столе 2, установленном на продольных направляющих станины 1.

Рис. 4.24. Продольно-фрезерный станок

111

Главным движением в станке является вращение шпинделей. Каждая фрезерная головка имеет самостоятельный привод (электродвигатель и коробку скоростей) и может быть установлена под углом для фрезерования наклонной поверхности. При наладке шпиндели могут перемещаться вдоль оси. Продольная подача стола осуществляется от двух реверсивных электродвигателей (один для рабочего хода, другой для ускоренного холостого хода) через чер- вячно-реечную передачу (см. рис. 4. 8, б). Головки 6 и 7 имеют поперечную подачу, а головки 3 и 9 - вертикальную. Привод подачи общий для всех головок. Установленная на требуемой высоте траверса 4 во время работы зажата неподвижно.

Серийно выпускаемые продольно-фрезерные станки имеют столы размером от 400х1250 мм до 2500х8000 мм

Фрезерные станки непрерывного действия. Недостатком фре-

зерных станков общего назначения является необходимость их периодической остановки для снятия обработанной детали и установки новой заготовки. Для исключения простоя станка в крупносерийном и массовом производстве применяют фрезерные станки непрерывного действия - карусельные и барабанные, на которых снятие обработанной детали и установка очередной заготовки производятся без остановки станка, что позволяет существенно повысить производительность обработки.

Карусельно-фрезерные станки могут быть одноили двухсто-

ечными. На рис. 4.25 приведена схема общего вида двухстоечного карусельно-фрезерного станка.

Рис. 4.25. Двухстоечный карусельно-фрезерный станок

112

На станине 1 закреплены две стойки 2, жестко соединенные перекладиной 3. На стойках смонтирована траверса 5, на горизонтальных направляющих которой установлены две шпиндельные головки 4 с самостоятельным приводом каждая, имеющие горизонтальные движения подачи sгор. Шпиндели головок несут две торцовые фрезы, одна из которых выполняет черновое, а другая - чистовое фрезерование. Обрабатываемые заготовки устанавливаются и закрепляются на столе 6, на поверхности которого имеются радиальные Т- образные пазы для установки приспособлений. Диаметр стола может достигать 5 м. Стол медленно вращается на круговых направляющих, осуществляя круговую подачу sкр. Снятие и установка заготовки 8 производятся без остановки стола (в пределах заштрихованного сектора) с рабочего места 7. При этом вспомогательное время перекрывается машинным и поэтому в оперативном времени не учитывается.

Барабанно-фрезерные станки, предназначенные для одновременного фрезерования двух параллельных плоскостей, нашли широкое применение в автотракторной промышленности (рис. 4.26).

Рис. 4.26. Барабанно-фрезерный станок

Заготовки 2 устанавливаются на гранях барабана 6, имеющего форму четырех-, пятиили шестигранника. Барабан укреплен на валу 1, проходящем через станину 4, которая имеет жесткую рамную конструкцию. Обработка ведется торцовыми фрезами, установленными в четырех боковых шпиндельных головках 3 и 5 с индивидуальным приводом.

113

Шпоночно-фрезерные станки предназначены для фрезерования шпоночных пазов в деталях класса валов концевыми шпоночными фрезами в условиях серийного и массового производств. Особенностью этих станков является то, что все необходимые для обработки движения совершаются фрезой при неподвижной (часто тяжелой) заготовке, что позволяет снизить влияние жесткости станка на точность обработки.

Схема обработки паза представлена на рис. 4.27. Фреза диаметром D, равным ширине В шпоночного паза, получает от шпинделя станка главное вращательное движение. Шпиндельная каретка, получающая от механического или гидравлического привода станка возвратно-поступательное движение, сообщает фрезе так называемую маятниковую подачу - повторяющиеся продольные движения на длину паза и вертикальные перемещения на небольшую величину в конце каждого хода. Применение такой подачи значительно повышает стойкость фрезы и точность обработки.

Рис. 4.27. Схема фрезерования шпоночного паза

По компоновке шпоночно-фрезерные станки могут быть вертикальными или горизонтальными, одношпиндельными или многошпиндельными.

Копировально-фрезерные станки предназначены для обработ-

ки поверхностей сложной формы в мелкосерийном и серийном производствах. На них выполняется обработка по контуру плоских деталей: кулачков, шаблонов, копиров, вырубных штампов и т. п. (контурное фрезерование), а также обработка пространственносложных поверхностей: моделей отливок, кокилей, штампов, прессформ, лопастей гребных винтов, турбинных лопаток и т. д. (объемное фрезерование).

114

Обработка ведется по копиру (шаблону) точной копии обрабатываемой поверхности, по которому перемещается следящий элемент щуп, палец или ролик, движения которого точно повторяет фреза, воспроизводя поверхность копира на заготовке.

По принципу действия копировально-фреэерные станки делят на станки прямого и следящего действия. В станках прямого действия фреза жестко связана со следящим элементом и, таким образом, перемещается непосредственно от копира. На рис. 4.28, а приведена схема фрезерования по круговому копиру замкнутого контура методом круговой подачи, которую можно осуществить на верти- кально-фрезерном станке с поворотным столом. Заготовка 1 и копир 2 устанавливаются и закрепляются на общей оправке, медленно вращающейся вместе с поворотным столом 5. На хвостовике концевой фрезы 4 установлен стальной закаленный следящий ролик 3, находящийся в постоянном контакте с копиром 2. Расстояние между заготовкой и осью фрезы изменяется в соответствии с профилем копира, в результате чего деталь получает профиль копира.

Рис. 4.28. Копировально-фрезерные станки

Недостаток станков прямого действия состоит в том, что рабочие поверхности копира и следящего ролика воспринимают усилие резания, что обусловливает их быстрое изнашивание и необходимость изготовления их из достаточно прочных материалов. От этого недостатка свободны станки следящего действия, в которых контактное давление следящего элемента на копир невелико, что позволяет изготовлять копир из легкообрабатываемого материала (гипса, дерева и т. д.).

В станках следящего действия перемещения фрезы от копи-

ра осуществляются через усилительное устройство, управление ко-

115

торым может быть электрическим, гидравлическим и т. п. Перемещение следящего пальца передается в такое устройство в виде команды и воспроизводится исполнительным органом станка, несущим шпиндель с фрезой.

На рис. 4.28, б показана схема копировально-фрезерного полуавтомата следящего действия с электрическим управлением, предназначенного для объемного фрезерования деталей по моделям, выполненным в натуральную величину. При фрезеровании ощупывание копира производят способом горизонтальных или вертикальных строк (рис. 4.28, в).

4.5.Строгальные, долбежные и протяжные станки

Кстрогально-протяжной группе относятся станки, имеющие прямолинейное возвратно-поступательное главное движение. Станки этой группы служат для обработки различных линейчатых поверхностей: плоскостей, фасонных поверхностей, шлицевых отверстий, шпоночных пазов. Строгальные и долбежные станки работают резцами, протяжные – мерными многолезвийными инструментами (протяжками). Главное движение строгальных станков всегда горизонтальное, долбежных - всегда вертикальное, а протяжных – либо горизонтальное, либо вертикальное. Движение подачи в строгальных и долбежных станках совершает обрабатываемая заготовка или резец. При протягивании подача обеспечивается конструкцией самой протяжки, каждый последующий зуб которой выступает над предыдущим на величину подачи, так что движения подачи на протяжных станках нет.

Строгальные станки предназначены для обработки строганием горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностей и прорезания прямолинейных канавок различного профиля (Т-образных пазов, пазов типа «ласточкин хвост» и др.). Производительность строгальных станков ввиду наличия холостых ходов сравнительно невысока. Их применяют в условиях единичного и мелкосерийного производства. Делятся на поперечно-строгальные и продольнострогальные.

Поперечно-строгальные станки применяют для обработки мелких и средних по размеру заготовок или для одновременной обработки нескольких заготовок средних размеров. Основной характеристикой поперечно-строгальных станков является максимальный

116

ход ползуна, который может достигать 1000 мм. Принципиальная схема приведена на рисунке 4.1, д. Резец закрепляют в резцедержателе суппорта 1 ползуна 2, совершающего главное возвратнопоступательное движение. Заготовку закрепляют на столе 3, совершающем периодическое движение поперечной подачи по горизонтальным направляющим поперечины 4 с помощью храпового механизма. На поперечно-строгальных станках строгают горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости, прямолинейные канавки любого профиля и другие сочетания плоских и линейчатых поверхностей. Основной характеристикой поперечно-строгальных станков является максимальный ход ползуна, который может достигать 1000 мм.

На продольно-строгальных станках главное возвратнопоступательное движение совершает стол с закрепленной на нем заготовкой, а движение подачи – два-четыре суппорта с резцами. По компоновке различают одностоечные и двухстоечные станки.

На рис. 4.29 изображен двухстоечный продольно-строгальный станок, имеющий станину 1, стол 2, стойки 6 и 7 с боковыми суппортами 3 и 11 и траверсой 4. Траверса и боковые суппорты могут двигаться по вертикальным направляющим стоек. На траверсе смонтированы два вертикальных суппорта 5 и 8, которые могут перемещаться по горизонтали. Наличие четырех суппортов позволяет вести обработку сразу с трех сторон.

Рис. 4.29. Продольно-строгальный ставок

На продольно-строгальных станках обрабатываются такие же поверхности, что и на поперечно-строгальных, однако протяженность и размеры их могут быть намного большими. Столы станков

117

имеют размеры от 900 х 3000 до 3600 х 12 000 мм, а в отдельных случаях - до 4500 х 15 000 мм и более. Для расширения технологических возможностей станков их оснащают дополнительными фрезерными головками, накладными шлифовальными и сверлильными головками, копировальными приспособлениями и т. п., что позволяет во многих случаях выполнить всю обработку тяжелой (до 100 - 200 т) заготовки на одной операции без переустановки ее на другие станки.

Долбежный станок показан на рис. 4.30. На станине 1 жестко закреплена стойка 8, по вертикальным направляющим которой совершает возвратно-поступательное движение ползун (долбяк) 7 с резцедержателем 6. Движение ползуна в станках с механическим приводом осуществляется кривошипно-кулисным механизмом с вращающейся кулисой (см. рис. 4.10, б), а в гидрофицированных станках - гидроцилиндром. В силу ударного характера нагружения при долблении стойка имеет мощную коробчатую конструкцию.

Рис. 4.30. Долбежный станок

Движения продольной, поперечной и круговой подачи совершает круглый стол 4, на котором закрепляется заготовка. Эти движения сообщаются столу продольными 2 и поперечными 3 салазками и червячной передачей (круговая подача используется при долблении цилиндрических участков детали). Стол снабжен делительным устройством. Управление станком производится с помощью кнопочной станции 5.

Долбежные станки применяют в единичном и мелкосерийном

118

производствах для обработки во втулках шпоночных пазов и шлицевых отверстий, многогранных отверстий в предварительно просверленных или расточенных заготовках, а также для долбления внутренних и наружных фасонных поверхностей (например контуров плоских кулачков). Размеры заготовок ограничиваются диаметром стола у серийно выпускаемых станков (до 800 мм) и ходом ползуна

(до 1000 мм).

Протяжные станки предназначены для высокопроизводительной обработки мелких и средних деталей. Ввиду высокой стоимости протяжек их применяют главным образом в крупносерийном и массовом производствах. Однако в ряде случаев, например для обработки стандартных элементов деталей (шлицевых пазов, шпоночных канавок), а также для обработки элементов деталей, которые невозможно или трудно изготовить другими способами, например сложных фасонных внутренних поверхностей значительной длины, протягивание применяют также в условиях мелкосерийного и даже единичного производства. Процесс протягивания является чистовым, и дальнейшей обработки протянутых поверхностей, как правило, не требуется.

По характеру работы протяжные станки делят на станки для внутреннего протягивания (обработка отверстий самой разнообразной формы - круглых, шлицевых, многогранных и т. д.) и для наружного (обработка плоских и фасонных линейчатых поверхностей). По расположению оси инструмента различают горизонтальные станки, применяемые в основном для внутреннего протягивания, и вертикальные станки, применяемые как для внутреннего, так и для наружного протягивания. Протяжные станки оснащены гидроприводом, осуществляющим главное движение – перемещение протяжки вдоль оси. Привода подачи у протяжных станков нет. Основными параметрами протяжных станков является максимальное тяговое усилие (от 2 до 1000 кН), наибольшая длина хода каретки (350-2000 мм) и скорость рабочего хода (0,3-14 м/мин).

4.6. Шлифовальные и доводочные станки

Это станки, работающие абразивными инструментами – шлифовальными кругами, брусками, шкуркой, порошками и пастами. Они предназначены, главным образом, для выполнения чистовых и отделочных операций.

119

По видам обработки шлифовальные станки делят на станки общего назначения (круглошлифовальные, внутришлифовальные, бес- центрово-шлифовальные, плоскошлифовальные) и специализированные. На рис. 4.31 приведены схемы шлифования на станках общего назначения: круглошлифовальном, внутришлифовальном, бес- центрово-шлифовальном, плоскошлифовальном. При любом виде шлифования главным движением является вращение шлифовального круга, определяющее скорость резания, которая при шлифовании измеряется в метрах в секунду и достигает 30-45 м/с. Движение подачи зависит от способа шлифования и формы шлифуемой поверх-

ности.

а

б

в

г

Рис.4.31. Схемы шлифования

120