Тема 3.12 Верстати стругально-протяжної групи
Питання
1. Загальні відомості
2. Поздовжньо-стругальні верстати
3. Поперечно-стругальні верстати
4. Довбальні верстати
5. Протяжні верстати
Загальні відомості
Стругальні і довбальні верстати призначені для обробки плоских поверхонь, прямолінійних канавок, пазів, рельєфних нерівностей, фасонних, лінійних поверхонь і ін. Ця група верстатів єдина, в якій головний рух є прямолінійним, який отримується заготовкою або ріжучим інструментом.
Недоліком стругальних і довбальних верстатів є зворотно-поступальний характер головного руху. Наявність зворотного (холостого) ходу викликає несприятливі динамічні явища. В процесі реверсування робочого органу і знижується продуктивність. Ці верстати застосовують в одиничному та дрібносерійному виробництві - основні, ремонтні і інструментальні цеха.
На рис. 14 а, б і в зображені схеми обробки на стругальних і довбальних верстатах.
Рисунок 14 - Схеми обробки на верстатах:
а) поперечно-стругальному; б) повздовжньо-стругальному; в) довбальному
2. Поздовжньо-стругальні верстати
2.1. Призначення
Верстати призначені для обробки деталей великих і середніх розмірів. На них виконують стругання плоских горизонтальних, вертикальних і нахилених поверхонь, фасонних лінійних поверхонь, прямолінійних канавок, уступів, схилів та ін.
Оснащення верстатів шліфувальними і фрезерними голівками дозволяє виконувати на них шліфування і фрезерування поверхонь різного профілю. Найчастіше це використовують в ремонтному виробництві для шліфування і фрезерування спрямовуючих станин.
Випускають одно- і двох стійкові верстати загального призначення, кромкостругальні і спеціалізовані.
Основні розмірні характеристики верстата 7212:
- найбільші розміри оброблюваної деталі (ширину і висоти) - 1250x1120 мм;
- розміри робочої поверхні столу (ширина і довжина) - 1120х4000 мм;
- найбільша довжина ходу столу – 4200мм;
- кут обертання супортів ±60град.
Верстатобудівельна промисловість випускає верстати для деталей з розмірами (ширина х довжина х висота, мм): від 630x200x550 до 5000x12500x450.
2.2. Основні механізми, рухи і принцип роботи поздовжньо-стругального верстату (на прикладі 7212)
На напрямних 1 станини 2 розміщений стіл З, який отримує головний зворотно-поступальний рух з розміщеними на ньому заготовками від електродвигуна постійного струму і механічну коробку швидкостей - привод 10 (рис.15).
На стійках 4 і 5 розміщена траверса 6, що здійснює вертикальне переміщення (вгору-вниз) по спрямовуючим стійок.
Рисунок 15 - Загальний вигляд поздовжньо-стругального верстату 7212
На траверсі 6 розташовані два вертикальних супорта 8 (лівий і правий), а на стійках - бічні супорти 11. Супорти 8 і 11 отримують вертикальні і горизонтальні робочі переривисті подачі в момент реверсування столу зі зворотного ходу на робочій подачі приводів 7 і 9, і, крім цього, прискорені переміщення по тим же напрямкам.
Принцип роботи верстата.
Заготовка, що оброблюється в пристроях на столі верстату, або безпосередньо на столі, і затискаються. Різальні інструменти встановлюють і закріплюють в різцетримачах супортів.
Головним рухом при обробці будь-яких деталей є зворотно-поступальний рух столу з заготовками.
Напрямок подач супортів буде залежати від розташування і вигляду оброблюваної поверхні.
Так, при обробці плоских горизонтальних поверхонь, стругання роблять вертикальними супортами, які отримують подачу в горизонтальному напрямку. При обробці горизонтальних канавок, фасонних ліній поверхонь і інші вертикальні супорти отримують вертикальну подачу поступово врізаючись в заготовку до повного зняття припуску; бічні супорти при обробці вказаних поверхонь отримують горизонтальну подачу.
Всі супорти - вертикальні і бічні отримують подачу, що переривається (мм/рух хід) в момент реверсу столу.
3. Поперечно-стругальні верстати
3.1. Призначення
На поперечно-стругальних верстатах оброблюють, в основному, малогабаритні деталі.
На них виконують стругання плоских горизонтальних, нахилених і вертикальних поверхонь, канавок, пазів, фасонних поверхонь та ін.
Внаслідок низької продуктивності їх використовують в одиничному і дрібносерійному виробництвах - основні, інструментальні, ремонтні і ін. цехи.
Випускають з одним і двома супортами з механічним і гідравлічним приводами. Головним рухом цих верстатів є зворотно-поступальний рух повзуна з супортами і інструментом.
Основні розмірні характеристики верстата 7Е35:
- найбільший хід повзуна, мм - 500;
- розміри робочої поверхні столу, мм (b х 1) - 360х500.
3.2. Основні механізми, рухи і принцип дії поперечно стругального верстата (на прикладі 7Е35)
По горизонтальним напрямним станини 5 отримує зворотно-поступальний рух повзун 4 з супортом 3 - головний рух. За допомогою кулачкового механізму від механічного приводу оброблюєма заготовка встановлюється на стіл 1. В процесі роботи стіл 1 отримує періодичну подачу в горизонтальному, поперечному або вертикальному напрямках по напрямним поперечини 2 (горизонтальне переміщення) або разом з поперечиною 2 по вертикальним напрямним станини 5. Супорт 3 з інструментом може також отримувати вертикальну періодичну подачу (рис.16)
Рисунок 16 - Загальний вигляд поперечно-стругального верстату 7Е35
До допоміжних рухів відносяться прискорені переміщення столу в тих же напрямках, що й робочі подачі.
Принцип роботи верстату.
Оброблювана заготовка встановлюється на стіл верстату в пристрій або безпосередньо на столі і затискається. Часто для закріплення деталі на столі використовують гвинти і прихвати.
Різальний інструмент встановлюють в різцетримач супорта.
Головним рухом є зворотно-поступальне переміщення повзуна.
Вибір напрямку подачі столу з заготовкою (вертикальне і горизонтальне (поперечне) залежить від розташування поверхні.
При струганні горизонтальних поверхонь стіл отримує поперечну періодичну подачу, а при обробці вертикальних поверхонь - вертикальну.
При струганні пазів, канавок, фасонних поверхонь обробка відбувається вертикальною подачею столу або супорту. Нахилені поверхні оброблюють обертом супорта на потрібний кут і передачею йому подачі в напрямку нахилу поверхні.
4. Довбальні верстати
4.1. Призначення
Верстати призначені для обробки шпонкових канавок в отворах, вирізів в різних деталях, плоских і фасонних зовнішніх і внутрішніх поверхнях, поверхнях нахилення під кутом до 10° до вертикалі і ін. Переважно ці верстати застосовують в основних / цехах заводів з одиничним і дрібносерійном виробництвом, а також в інструментальних, ремонтних і ін. цехах.
Випускають з механічними і гідравлічними приводами, що забезпечують головний рух і рухи подач робочих органів.
Основні розмірні характеристики верстата 7А420:
- найбільший хід довбальника, мм - 200;
- діаметр робочої поверхні столу, мм - 500;
- найбільша відстань від зовнішньої площини різцетримача до станіни, мм - 480.
4.2. Основні механізми, рухи і принцип роботи (на прикладі верстату 7А420)
Рисунок 17 - Загальний вигляд довбального верстату 7А420
Довбальник 4 з різцетримачем 3 отримує головний рух - прямолінійний зворотньо-поступальний по вертикальним напрямним станини 1. Рухи подач отримує стіл 2 з заготовкою - прямолінійні в повздовжньому і поперечному напрямках, а також кругову подачу. Подачі столу у вказаних напрямках періодичні, що здійснюються гідроприводом, поміщеним в станині (рис. 17).
Принципі роботи верстату.
Оброблювану заготовку встановлюють на столі і закріплюють: різальний інструмент встановлюють в різцетримачі 3 і затискають. Після повного налагодження його вмикають в роботу. Довбальник з інструментом отримує зворотньо-поступальний рух від гідроприводу. Вибір напрямку подачі столу (повздовжній, поперечний або круговий) встановлюється в залежності від розташування оброблюваної поверхні та її форми.
Так при довбанні пазів, канавок стіл з деталлю отримує поперечну подачу; при роздовблюванні отворів або довбанні зовнішніх поверхонь по колу стіл отримує кругову подачу; при довбанні плоских поверхонь - повздовжню подачу і ін.
При обробці деталі стіл отримує періодичну подачу - повздовжню, поперечну або кругову в кінці холостого ходу довбальника.
5. Протяжні верстати
5.1. Особливості обробки на протяжних верстатах і область їх застосування
На відміну від стругальних і довбальних верстатів протяжні верстати мають високу продуктивність. Це досягається особливістю конструкції різального інструменту - протяжки. Для повної обробки достатньо одного прямолінійного руху інструмента 1 зі швидкістю V (рис. 18, а). Розділення припуску на зрізуванні шари досягається підйомом «а» зубців протяжки (рис. 18, б) по її довжині.
За рахунок ускладнення конструкції протяжки, спрощується конструкція протяжних верстатів і забезпечується висока точність обробки на них.
Рисунок 18 – Схема протягування на горизонтально-протяжному верстаті
Висока продуктивність цих верстатів забезпечує їх застосування у серійному, багатосерійному і масовому виробництвах основних цехах заводів при обробці партії деталей великих об’ємів.
5.2. Класифікація верстатів і виконувані роботи
Протяжні верстати діляться за наступними ознаками:
- за призначенням: для зовнішнього і внутрішнього протягування;
- за ступенем універсальності: верстати загального призначення і спеціальні;
- за напрямком і характером руху: горизонтальні, вертикальні, верстати безперервної дії з прямолінійним конвеєрним рухом, з круговим рухом протяжки або заготовки;
- за числом кареток або позицій: з однією, двома і більше каретками.
На рисунку 19 показані види виконуваних робіт на протяжних верстатах.
При обробці профіль протяжки повинен відповідати профілю поверхні деталі.
Рисунок 19 - Види робіт, виконували* на протяжних верстатах
5.3. Горизонтально-протяжні верстати
5.3.1. Призначення і основні параметрі
Верстати призначені для обробки внутрішніх поверхонь різної геометричної форми (рис. 19). При наявності спеціального пристрою можливо оброблювати і зовнішні поверхні різного профілю.
Горизонтально-протяжні верстати характеризуються основними параметрами (на прикладі верстату 7Б55):
- максимальна тягова сила, кн. - 100;
- найбільша довжина робочого ходу полозок, мм - 1600;
- межі швидкостей, м/хв.: робочого ходу -1,5...11,5;
- холостого ходу - 20.. .25.
5.3.2. Основні механізми і принцип роботи горизонтально-протяжного верстату
В порожній зварній станині 1 розміщені агрегати гідроприводу, який є основним для цього типу верстатів. З лівої частини станини розміщений гідроциліндр 2, шток якого зв’язаний з робочими полозками (на схемі не показані), які є додатковою опорою. На кінці штока насаджена втулка; правий кінець протяжки затиснений в допоміжному патроні 4. Пристрій з заготовкою встановлюється в отвір нерухомого корпусу 5 станини.
Рисунок 20 — Горизонтально-протяжний верстат 7Б55
Принцип роботи верстату
Верстат може працювати по одному з двох циклів - повному і неповному. При повному використовують довгі протяжки. Допоміжний патрон 4 переміщує протяжку З (рис.20) за задній хвостовик вліво до тих пір, доки передній хвостовик протяжки не увійде в отвір заготовки. Тоді робочий патрон захоплює цей хвостовик і за допомогою гідроциліндра 2 буде переміщувати протяжку, здійснюючи цикл наступних рухів: уповільнений робочий хід, робочий хід налаштований на задану швидкість протягування; уповільнений робочий хід при роботі колібруючих зубців, стіл, уповільнений холостий хід у зворотньому напрямку, доки задній хвостовик знову увійде у ■ допоміжний патрон 4 і на прискореному ході поверне протяжку у початкове положення.
При простому циклі використовуються короткі протяжки, закріплені в патроні вручну. Підвезення і відвезення протяжки відсутні; робочий хід відбувається від гідроциліндра 2.
5.3.3. Способи закріплення протяжок
Для закріплення протяжок їх передні хвостовики мають спеціальні конструкції. На рис.21, е-к - хвостовики для призматичних протяжок.
Рисунок 21 - Типи хвостовиків Рисунок 22 - Патрон для протяжок закріплення протяжок
Для забезпечення необхідної тягової сили при протягуванні, протяжка переднім хвостовиком закріплюється в спеціальних патронах.
На рис. 22 зображений патрон для закріплення шпонкової протяжки. Він складається з корпуса 1, в якому на осі 4 встановлені кулачки 2, що утримуються зверху планками 3. Кулачки захоплюють протяжку за бокові уступи (рис. 21, ж, и) і переміщують її в процесі різання.
На рисунках зображені клиновий і швидкозмінний патрони. За допомогою клинового патрона закріплюється протяжки з хвостовиками (рис. 21 а, е). За допомогою клина 2, що проходить крізь отвір протяжки швидкозмінний патрон (рис. 24) застосовують для закріплення шпоночних протяжок х хвостовиками (рис. 21, ж).
|
Рисунок 23 - Патрон для закріплення протяжок клином |
Рисунок 24 - Швидкозмінний патрон для закріплення шпонкових протяжок |
5.4. Вертикально-протяжні верстати
Випускають для внутрішнього і зовнішнього протягування. На рисунку 25 зображений вертикально-протяжний верстат для внутрішнього протягування.
Рисунок 25 - Вертикально-протяжний верстат для внутрішнього протягування
На цих верстатах відбувається протягування внутрішніх поверхонь різного профілю (див. горизонтально-протяжні верстати). г
На основі 1 встановлена тумба 2, на якій змонтований стіл 3. На столі в пристрої встановлюється і закріплюється оброблювана деталь. Протяжка за допомогою інструментальної плити закріплюється в каретці 5, що переміщується в вертикальному напрямку по напрямним станини 6 від гідроприводу. При ході протяжки вниз здійснюється робочий хід, при ході вверх - холостий хід.
Позаду станини розташовується гідропривід 7 з охолодженням.
На рисунку 26 зображений вертикально-протяжний верстат для зовнішнього протягування.
Рисунок 26 - Вертикально-протяжний верстат для зовнішнього протягування
Станина 1, що має коробчасту форму, в якій розміщений електропривод 2 з агрегатами гідроприводу. На станині 1 по її вертикальним напрямним переміщується рухома плита 7, на якій закріплені плоскі протяжки 6. Рухома плита 7 від гідроприводу здійснює зворотно-поступальні рухи - робочий хід вниз, холостий хід вверх.
На передній частині станини розташований стіл 3, на якому встановлений супорт 4 з оброблюваною деталлю 5, що забезпечує поперечне переміщення деталі для установки глибини Протягування.
Робота верстату здійснюється в наступній послідовності: після установки супорта з деталлю на задану глибину протягування, протяжка спускаючись донизу, оброблює деталь; в кінці робочого ходу - зупиняється і деталь знімається. Далі вмикається зворотній хід протяжки до повернення її в початкове положення, встановлюється нова заготовка і цикл повторюється.
5.5. Протяжні верстати безперервної дії
Випускають з прямолінійним рухом оброблюваних деталей і з круговим рухом.
Оброблювані заготовки 1 встановлюються в спеціальний пристрій, розташовані на безкінечному колі (рис.27, а).
Проходячи між протяжкою 2 деталі оброблюються і після обробки автоматично звільняються із заживних пристроїв і завантажуються нові заготовки.
Рисунок 27 - Протяжні верстати безперервної дії:
а) з прямолінійним рухом;
б) з круговим рухом.
Верстат зображений на рис 27, б служить для безперервного протягування поверхонь, що представляють собою поверхні кругового циліндру. Протяжки 3 закріплені на нерухомій частині верстату, а оброблюємі деталі 2 - на круговому столі 1, який разом з деталями отримує кругові рухи, В завантажувальній позиції оброблені деталі знімаються і встановлюються нові заготовки без зупинки верстату.
Контрольні питання
1. Вказати призначення і область застосування стругальних і довбальних верстатів.
2. Назвати роботи, що виконуються на поздовжньо-стругальних верстатах і їх розмірні характеристики.
3. По загальному вигляду поздовжньо-стругального верстата назвати основні його механізми і рухи.
4. Пояснити принцип роботи поздовжньо-стругального верстата.
5. Назвати роботи, що виконуються на поперечно-стругальних верстатах і їх розмірні характеристики.
6. По загальному вигляду поперечно-стругального верстата назвати його основні механізми і рухи.
7. Пояснити принцип роботи поперечно стругального верстата.
8. Назвати роботи, що виконуються на довбальних верстатах.
9. По загальному вигляду довбального верстата назвати його основні механізми і рухи.
10. Пояснити принцип роботи довбального верстату; від чого залежить вибір напрямку подачі столу з заготовкою.
11. В чому особливість обробки на протяжних верстатах і чому обробка на них більш продуктивна?
12. Дати класифікацію протяжним верстатам.
13. Вказати призначення протяжних верстатів і їх основні параметри.
14. Назвати основні механізми горизонтально-протяжного верстату і пояснити принцип його роботи.
15. Пояснити конструкції приведених патронів для закріплення протяжок на горизонтально-протяжному верстаті.
16. Виконувані роботи, основні механізми і принцип роботи вертикально-протяжного v верстату для внутрішнього протягування.
17. Пояснити устрій і роботу вертикально-протяжного верстату для зовнішнього протягування.
18. Дати загальні відомості про протяжні верстати безперервної дії.
Список літератури
Локтева С.Е. Станки с программным управлением и промышленные роботы. – М.: Машиностроение, 1986.
Чернов Н.Н. Металлорежущие станки. – М.: Машиностроение, 1988.