Токарно револьверные станки: компоновки, основные узлы, основной параметр, применяемые приспособления. Кинематическая схема станка мод. 1512. Особенности карусельных станков с ЧПУ.

Токарно-карусельные станки предназначены для обработки загото­вок преимущественно типа тел вращения (длина которых обычно не превышает диаметра) с диаметрами от 800 до 20000 мм и относятся к станкам токарной группы. Основным размером является наибольший диаметр обрабатываемой заготовки. Для этих станков характерным является вертикальная ось вращения планшайбы, благодаря чему ста­новится более безопасным и удобным закрепление тяжелых заготовок по сравнению с токарными и лоботокарными станками. Недостатком станков является плохой отвод стружки, а также переменный вылет инструмента, обусловленный особенностью обработки.

Компоновка станков

В зависимости от размеров и назначения станки выпускаются одно­стоечными или двухстоечными. Станки с диаметром обработки до 2 м выполняют, как правило, одностоечными (рис. 4.3, а-в). Ряд иностран­ных фирм выпускают станки до 3500 мм одностоечными. В зависимости от высоты заготовки Н станки имеют неподвижную (рис. 4.3, а) или подвижную (рис. 4.3, б) поперечину 1 (перемещается установочно). В первом случае высота Н заготовки значительно меньше диаметра D, а во втором - равна или даже несколько больше диаметра. Часто стан­ки с неподвижной поперечиной имеют один вертикальный суппорт 2 с револьверной головкой 3. Станки с подвижной поперечиной могут иметь дополнительно вертикальный 4 и горизонтальный 5 суппорты (рис. 4.3, б). Выпускаются также станки без поперечины (рис. 4.3, в). Здесь салазки 1 суппорта 2 перемещаются по вертикальным направля­ющим стойки 3.

Тяжелые и уникальные станки с диаметром обработки от 4 до 20 м выполняют одностоечными (рис. 4.3, г) и двустоечными (рис. 4.3, д). В них консоль 1 (поперечина 1 на рис. 4.3, д) и стойка 3 перемещаются установочно. Уникальные станки двустоечной компоновки могут иметь портал, перемещающийся в плоскости чертежа (рис. 4.3, д), что позволяет увеличить диаметрDзаготовки. Одностоечные станки вы­полняются также с подвижным столом 5 и неподвижной стойкой 3. Основными преимуществами одностоечной компоновки являются зна­чительно меньшие масса, стоимость, занимаемая площадь, удобные за­грузка станка крупными заготовками и обслуживание, так как рабо­чая зона открыта для установки заготовки. На таких станках эффек­тивно используется боковой суппорт 4, который можно устанавли­вать на минимальном расстоянии от деталей. Недостатком станков является меньшая жесткость, особенно при точении вертикальным суппортом 2 деталей малого диаметра. Преимуществом двухстоечной компоновки является высокая жесткость несущей системы, позволяющая эффективно использовать два вертикальных суппорта 2 и 3.

Точность геометрической формы детали, скоростные и силовые ха­рактеристики, надежность работы станка в значительной степени оп­ределяются конструкцией стола, на котором закрепляется обраба­тываемая заготовка. У станков с диаметром обработки до 3000 мм используются опоры качения и гидростатические опоры; при 6ольших размерах предпочтение отдается гидростатическим направ­ляющим, обеспечивающим большую точность и виброустойчивость станка.

На рис. 4.6 приведена конструкция стола с опорами качения. Сред­ний диаметр D_cpподшипника выбирают равным примерно половине наибольшего диаметра обработки. Конструкция обеспечивает боль­шую окружную скорость и используется при диаметре обработки до 2500 мм.

Для повышения жесткости и виброустойчивости особенно при об­работке высоких заготовок предусматривают подшипник 5, с помо­щью которого создается предварительный натяг главного подшип­ника 7.

Обрабатываемая заготовка может закрепляться в тисках 4, а так­же на столах-спутниках, устанавливаемых на планшайбе 6. Для вос­приятия больших осевых усилий, возникающих в зацеплении косозу-бых колес 2 и 3, вал 9 установлен на конических роликоподшип­никах.

Конструкции столов с гидростатическими направляющими приведены на рис. 4.7. Замкнутые круговые гидростатические направляющие 1 и 2 (рис. 4.7, а), обеспечивающие высокую жесткость масляного слоя, применяются при диаметре планшайбы до 2 м. Более технологич­ными являются разомкнутые гидростатические направляющие 1, ис­пользуемые в тяжелых станках, с диаметром планшайбы до 12,5 м (рис. 4.7, б).

Наибольшее распространение в станках получил привод вращения планшайбы, осуществляемый через косозубые колеса 3 и 4.

Главный привод

В состав главного привода (вращения планшайбы) входят регулируе­мый электродвигатель и двух-, трехступенчатая коробка скоростей. Кроме того, для круговой подачи планшайбы, например при фрезе­ровании, предусматривают дополнительный привод (с выборкой зазора в кинематической цепи). Этот же привод используют для точного поворота планшайбы на заданную угловую координату.

В конструкции по рис. 4.6, двухступенчатая коробка скоростей рас­полагается в корпусе стола 8. Передача вращения от двигателя постоянного тока 1 к коробке скоростей и далее на планшайбу передается через плоскоременную передачу 10.

На рис. 4.8 показана схема двухступенчатой компактной планетар­ной коробки скоростей, передающей вращение с входного вала (от шкива 7) на зубчатый венец 2. Переключение ступеней осуществля­ется за счет перемещения гидроцилиндром 3 зубчатого колеса 5 с внут­ренним зубом. При его перемещении вниз и сцеплении с зубчатой муфтой 6 коробка скоростей работает в режиме зубчатой муфты (снижа­ется шум). При перемещении колеса 5 вверх и сцеплении его с непод­вижным колесом 4 работает планетарная передача с передаточным

отношением:i=Z₁/(Z₁+Z₂)== 1:4. Благодаря трем равномерно расположенным по окружности сателлитам 1 мощность передается по трем пото­кам и радиальные размеры коробки невелики.

Станки с диаметром обработки до 2500 мм чаще всего оснащают вертикальным суппортом (рис. 4.9) с четырех- или пятипозиционной револьверной головкой 1, имеющей автоматизированный поворот (смена инструмента) и зажим от двигателя 3. Инструмент закрепляется в револьверной головке вручную. Ось револьверной головки располага­ется горизонтально или для удобства размещения резцедержателей под углом α= 7 - 10° к горизонту.

Цилиндрические поверхности обрабатываются при вертикальном пе­ремещении ползуна 2 с помощью винтовой передачи 5 в направляющих 4 (см. вид Б) корпуса суппорта. Торцовые поверхности обрабатываются при горизонтальном перемещении салазок 6 по направляющим 7 и 9 поперечины от винтовой передачи 8.

В конструкции суппорта на рис. 4.9 направляющие поперечины час­тично разгружены от веса суппорта с помощью роликов 11 и тарель­чатых пружин 10. Обычно суппорты с револьверными головками не имеют поворота ползуна (его ось вертикальна). Для перемещения пол­зуна и суппорта применяются направляющие качения и комбиниро­ванные направляющие (качение-скольжение).

Взамен ползуна с револьверной головкой используются также суп­порты с резцедержателями. Такую конструкцию имеют станки с ус­тройством автоматической смены инструмента и все тяжелые станки.

Суппорты с ползунами, имеющие поперечные сечения в форме пря­моугольника, квадрата, восьмигранника, могут поворачиваться на тре­буемый от вертикали угол.

На рис. 4.10 показана конструкция суппорта, в котором как направ­ляющие 1 и 4 салазок, так и ползуна 10 выполнены на гидростатичес­ких опорах. Каждый карман (на ползуне их 16: по 8 на каждой опоре 8 и 9) питается от многопоточного насоса 6, подающего масло в каждый из карманов 0,2 л/мин. Движение суппорта по поперечине 5 осу­ществляется с помощью шариковой передачи 3, а перемещение пол­зуна 10 производится от высокомоментного двигателя 7, передающего вращение на шариковую гайку 4 (см. рис. 4.11).

В ползуне станка может автоматически устанавливаться и заме­няться как невращающийся инструмент (рис. 4.12, а), так и вращаю­щийся (рис. 4.12, б). В первом случае резцы 1 закрепляются в рез-цедержавке 2, а та, в свою очередь, с помощью тарельчатых пружин 5 и клинового зажима 3 фиксируется на ползуне. Разжим резцедержавки производится гидроцилиндром 4.

Схема закрепления в ползуне 6 вращающегося 9 инструмента приве­дена на рис. 4.12,6. Резцедержатель 2 с не вращающимися резцами 1 за­крепляется с помощью четырех гидроцилиндров 4 и клиновых механиз­мов. Базирование резцедержавки осуществляется по цилиндрическомупояску 3. Вращающийся инструмент 9 (фрезы и др.) закрепляется в шпинделе 7 с помощью цангового зажима 5, а момент передается шпонками 8.

Для расширения технологических возможностей станки оснаща­ют сменными фрезерными, шлифовальными и другими головка­ми, которые закрепляются на ползуне с помощью зубчатой муф­ты или как резцедержавка с невращающимся инструментом по рис. 14.12, б.

На рис. 4.13 показана угловая фрезерная головка с управляемой ко­ординатой (перпендикулярно направляющим поперечины). Головка устанавливается в ползуне 7 и закрепляется коническим кольцом анало­гично рис. 4.12, а. Вращение на рабочий шпиндель 10 передается от шпинделя 8 ползуна через шпонку 5 на гильзу 9 и далее через спе­циальную муфту 4 (см. схема I). С помощью этой муфты (двойной кривошип) вращение передается на фланец 3 и далее через конические колеса на рабочий шпиндель 10. Муфта 4 передает вращение от гильзы 9 на фланец 3 при перемещении головки 1 в направляющих 2 в пределах ±150 мм. Перемещение головки 1 производится от высокомо-ментного двигателя 11 (см. А-А) шариковым винтом 12.

Схема шлифовальной головки 1 с встроенным в корпус электро­двигателем 2 приведена на рис. 4.14.

На рис. 4.5 показана кинематическая схема двухстоечного токарно-карусельного станка с ЧПУ с диаметром обработки 6300 мм мод. 1А550Ф4.

Привод главного движения и привод круговой подачи планшайбы объединены в одном механизме 7. Работа главного привода обеспечи­вается при включении в работу двигателя Ml(при положении зубча­того колеса как показано на схеме). В этом случае обеспечивается равномерное распределение нагрузки между двумя выходными колеса­ми 8 и 12 за счет "плавающего" шевронного колеса 11 (в гидроцилиндр

масло не подается). Для работы в режиме круговой подачи колесо 9 перемещается вверх, и в работу включается двигатель при­вода подачи М2. Одновременно в гидроцилиндр 10 подается под давлением масло, и за счет осевого перемещения шевронного колеса

выбирается зазор в зацеплении колес 8 и 12 с венцом (Z= 315). На станке предусмотрен как токарный 6, так и фрезерно-расточной 4 суп­порты. Установочное движение поперечины осуществляется механиз­мом 5. Для расширения технологических возможностей предусмот­рены угловая фрезерная головка 2 и шлифовальная головка 1, кото­рые с целью облегчения их смены устанавливаются на поворотном магазине 3.