Автоматизация и механизация токарной
обработки
17.1. Общие сведения
Чтобы повысить производительность
и качество токарной обработки, рациональнее
использовать рабочее время токаря
и повысить эффективность его
труда, проводят постоянную работу по
автоматизации и механизации
токарных станков. Автоматизация —
это процесс создания приборов, механизмов
и устройств, которым частично или
полностью передаются функции управления
станком и контроля качества обработки
деталей. М е-ханизация — это
оснащение станка устройствами, которые
облегчают труд токаря и освобождают
его от выполнения физически тяжелых,
трудоемких и утомительных работ. Технические
средства автоматизации и механизации
токарного станка схематически представлены
на 17.1.К средствам механизации
относят транспортные средства, зажимные
устройства (самозажимные поводковые
патроны, патроны с пневмо- или
гидрозажимом, заднюю бабку с гидро-
или пневмоприводом пиноли), механизированный
привод подач резцовых салазок, задней
бабки, а также гидросуппорт (17.2),
который позволяет обрабатывать
заготовки по копиру, закрепляемые
в центрах и в патроне, по наружным
и внутренним поверхностям.Гидросуппорт
устанавливают вместо обычного суппорта.
Задающим движением для суппорта
является продольная (для обработки
наружных или внутренних поверхностей)
или поперечная (при обработке
торцовых поверхностей) подача. Копир
15 устанавливают на неподвижной
поверхности станка профилем вдоль
обрабатываемой поверхности. Масло
от насоса/с мотором М по гибкому
шлангу 2 подается в полость 3 цилиндра
4, из которой по калиброванному отверстию
в поршне 5 перетекает в полость 6.
Поршень 5 крепится к неподвижным
салазкам суппорта. Так как площадь
поршня 5 в полости 3 в два раза
меньше площади поршня 5 в полости
6, то при одинаковом давлении масла
в обеих полостях суппорт 16 будет
подведен к линии центров. Давление
масла в полости 6 регулируется золотником
10 гидрораспределителя 8, который под
действием пружины 11 стремится перекрыть
канал 7; при этом штоком 12 и рычагом
13 наконечник 14 щупа прижимается к
копиру 15. При движении по копиру наконечника
14 рычаг 13 сжимает пружину И и
изменяет проходное сечение для
выхода масла из полости 6 в сливную
магистраль 9. При этом давление в
полости 6 будет падать при сохранении
давления в полости 3, что сместит
суппорт 4 в направлении от оси
центров и относительно неподвижного
поршня 5. Вместе с суппортом 4 переместится
корпус гидрораспределителя 8 и приведет
систему в равновесие.Токарные станки
высокого качества! Доставка по РФ. Все
виды станков на сайте:
Станки токарные со скидкой
Большой выбор токарных станков.
Всегда на складе. Выгодные цены
Токарные
станки в Москве
Универсальные и с ЧПУ.
Подбор по детали заказчика, лизинг.
Токарные
станки
Универсальные, а также
центры с ЧПУ Подбор и запуск по
детали заказчика
К средствам автоматизации
можно отнести устройства управления
(датчики, кулачки, ограничители, конечные
выключатели, упоры) и измерения, загрузочные
устройства, устройства уборки стружки,
действие которых скоординировано
с работой станка и требует
вмешательства рабочего только при
наладке станка или при подналадке
в процессе работы.Упор, устанавливаемый
на направляющих станка (17.3), состоит
из корпуса /, прикрепляемого к станине
планкой 2 и болтами 3 и 4. На нужный размер
упор устанавливают винтом 6 со шкалой,
а в заданном положении закрепляют
гайкой 5. Упоры применяют для
переключения или отключения продольной
или поперечной подачи рабочего органа
станка.При обслуживании станка применяют
различные загрузочные устройства
для сортового материала (прутков,
труб, проволоки и т. п.) и штучных
заготовок (поковок, штамповок, отливок).
Загрузочные устройства для штучных
за-готовок в зависимости от степени
автоматизации делят на механизированные
(подъемно-транспортное оборудование),
полуавтоматические (магазинные устройства),
автоматические (бункерные устройства,
роботы-манипуляторы).Подъемно-транспортное
оборудование включает различные устройства
для механизации установки и
съема, транспортирования и складирования
заготовок. К ним относят мостовые
краны, кран-балки, тельферы, консольные
краны и т. п. При более высоких
темпах загрузки заготовок (тяжелых) могут
быть применены цепные, ленточные, роликовые
(рольганги), подвесные цепные и шаговые
конвейеры и т. д. Для транспортирования
заготовоки готовых деталей применяют
специальную тару и стеллажи, которые
перемещают на склад или к металлорежущему
станку посредством электрокары, погрузчика,
штабелера и другого цехового
транспорта.Полуавтоматические загрузочные
устройства предназначены для быстрой
загрузки станков заготовками небольшой
массы. В зависимости от формы
заготовок, темпа загрузки и других
факторов магазины выполняют лотковыми,
трубчатыми, цепными, секционными и
т. д. Загрузочные устройства этого
типа состоят в основном из магазина
М, предназначенного для создания запаса
заготовок, отсекателя ОТС и питателя
Я (17.4, а-е). Отсекатели служат для отделения
одной или нескольких заготовок
от общего потока. Их конструкции (17,5, а—е)
зависят в основном от формы заготовок
и поэтому отличаются большим
разнообразием. Управление отсекателями
осуществляется от станка. Питатели служат
для подачи заготовок в рабочую
зону. Они бывают шиберного, маятникового,
револьверного и других типов. Роботы-манипуляторы
облегчают труд рабочего-оператора
при обслуживании отдельного станка
или группы станков; их применяют
для установки и снятия заготовок,
для контроля деталей в процессе
обработки и выполнения других операций.На
17.6 показано магазинное загрузочное
устройство токарного станка. На кронштейне
2, установленном на передней бабке
12, закреплен лоток /. Заготовку по
направляющей 3 в самозажимный кулачковый
патрон // подает питатель 5, установленный
на шлицевом валу 9, который может
поворачиваться в опорах кронштейна
10. При повороте питателя 5 влево
для загрузки станка тяга 8 под действием
пружины 7 перемещается вправо, так
как упор 6 не ограничивает ее перемещение,
и зажимает заготовку рычагом 4, который
поворачивается на оси О. От выпадения
деталь удерживается верхней частью
питателя 5. После установки детали
в патроне питатель 5 перемещается
вправо, а тяга 8, упираясь одним концом
в упор 6, поворачивает другим концом
рычаг 4 на оси О против часовой
стрелки для поступления очередной
детали из магазина.В условиях серийного
производства деталей эффективно использование
а в-т о матов и полуавтоматов,
обрабатывающих детали типа втулок, колец,
валов, включая контроль их размеров,
автоматически, без участия рабочего,
который следит за исправной работой
автомата, периодически загружает его
заготовками и контролирует качество
обработки.Обработка деталей на
полуавтомате производится с участием
рабочего, который производит смену
заготовки, пуск станка, измерение обработанной
детали и др.Токарные автоматы и
полуавтоматы в зависимости от ориентации
оси шпинделя подразделяют на горизонтальные
и вертикальные, в зависимости
от количества шпинделей — на
одношпиндельные и многошпиндельные,
в зависимости от применяемой
заготовки (пруток, труба, поковка, отливка,
штамповка и др.) — на прутковые
и патронные.Автоматы и полуавтоматы,
связанные между собой транспортными
и загрузочными устройствами, образуют
автоматизированные участки (если имеется
возмож- ность переналадки на обработку
другой детали) или автоматическую
линию (если такая возможность практически
отсутствует) .
17.2. Токарные станки специального
назначения
Винторезные токарные
станки в отличие от
токарно-винторез-ных предназначены
только для нарезания резьбы на деталях,
которые изготовляют в большом
количестве, причем требования к ним
по точности резьбы выше тех, которые
можно обеспечить на обычных токар-но-винторезных
станках. Поэтому конструкции винторезных
станков должны иметь повышенные
точность и жесткость; станина их
выполнена жесткой и монолитной,
а передняя бабка имеет повышенную
жесткость; шпиндель смонтирован на
подшипниках скольжения или качения
повышенной жесткости и точности;
суппорт выполнен без верхней
поворотной части, каретка его имеет
удлиненные направляющие; ходовой винт
большого диаметра смонтирован на роликоподшипниках
и размещен внутри станины между
направляющими, что исключает
перекосы
каретки суппорта при движении
по направляющим станка.Кроме того,
на станке имеются корректирующие устройства
(линейки), компенсирующиенеравномерность
тепловой деформации ходового винта, погрешности
его изготовления и др. Повышение
точности и жесткости винторезной
кинематической цепи достигается также
сокращением числа звеньев. Например,
в станке отсутствует коробка
подач, а настройку его винторезной
цепи на шаг нарезаемой резьбы выполняют
гитарой сменных зубчатых колес.
На станке также предусмотрен автоматизированный
цикл нарезания резьбы.Токарные гидрофицированные
полуавтоматы предназначены для
многорезцовой и копировальной
обработки, быстроходны, мощны и
высокопроизводительны, их широко применяют
в условиях серийного и массового
производства.Многорезцовые токарные
полуавтоматы могут иметь один или
два шпинделя и от двух до четырех
суппортов. Одношпиндельные многорезцовые
полуавтоматы могут быть центровыми
и патронными, а двухшпиндельные
— патронными. На 17.7 показана настройка
центрового полуавтомата на обработку
ступенчатого вала. В переднем суппорте
закреплены проходные резцы /—5, которые,
перемещаясь с продольной подачей,
обрабатывают наружные поверхности, а
резцы б—8, закрепленные в заднем
суппорте, перемещаясь с поперечной
подачей, обрабатывают канавки, подрезают
торцы и снимают фаски.
Токарные
гидрокопиро-
вальные одношпиндельные
полуавтоматы предназначены для
изготовления деталей сложного профиля
с цилиндрическими, коническими
и фасонными поверхностями. Особенность
этих полуавтоматов состоит в
том, что они оснащены верхним
гидрокопировальным суппортом, который
расположен над деталью, установленной
в центре станка. Обработка фасонного
профиля ведется одним резцом,
воспроизводящим на детали фасонный
профиль шаблона, по которому перемещается
щуп гидрокопировального суппорта.
Резцами, установленными на нижних суппортах,
производят подрезку торцов, протачивание
канавок и др. Все суппорты станка
осуществляют автоматизированные циклы
рабочих и холостых движений, которые
выполняются в определенной последовательности.
Окончание обработки одним
суппортом служит
командой для включения
в работу другого суппорта. Управление
полуавтоматом производится прикрепленным
к кареткам суппортов кулачками,
которые при движении вместе с
суппортами нажимают на конечные выключатели
и выполняют необходимые переключения.
Для сокращения цикла обработки,
а также переналадки и настройки
на другую деталь полуавтоматы оснащены
системами числового программного
управления.
17.3. Одношпиндельные токарные
автоматы
Одношпиндельные токарные автоматы
по способу обработки подразделяют
на фасонно-отрезные, продольного точения
и токарно-револьверные.
Фасонно-отрезные автоматы предназначены
для изготовления коротких деталей
диаметром до 25 мм. Заготовкой является
пруток или проволока, свернутая
в бунт. Работа автомата начинается
с установки упора 3 по оси шпинделя
станка и подачи прутка или проволоки
до упора (17.8). Затем упор 3 отводится
в исходное положение. Обработка
детали 2 производится врезной подачей
фасонного резца суппортом 4. 06- работанная
деталь отрезается резцом, установленным
в отрезном суппорте 1. Фасонно-отрезные
автоматы могут иметь до пяти радиально
расположенных суппортов, оснащенных
отрезными и фасонными резцами
с врезанием поперечной подачей.
Кроме того, фасонно-отрезные автоматы
могут быть оснащены дополнительным
шпинделем, который расположен по оси
прутка, имеющим вращательное и поступательное
движение, что позволяет сверлить,
нарезать резьбу и др.На автоматах
продольного точения (17.9) обработка
заготовок из прутка 18 производится
осевым перемещением шпиндельной бабки
12 при неподвижных режущих инструментах
или при совмещенном радиальном
перемещении инструмента в суппортах
1, 2, 3, 4, 5. Сложение этих движений позволяет
изготовлять детали сложного профиля
— ступенчатые валики, детали со
сферической поверхностью и др. Всего
на вертикальных суппортах автоматов
можно установить до пяти резцов для
обработки наружной и внутренней
поверхностей. 1 о-ризонтальные суппорты
1 к 2 установлены на балансире 6, который
может качаться на оси 7. При вращении
кулачка 9 упор 10, прижимаясь пружиной
8, поворачивает балансир 6 и перемещает
суппорты 1 и 2 относительно оси шпинделя.
Особенностью конструкции автоматов
продольного точения является наличие
лю-нетной втулки 13, которая служит
опорой для обрабатываемой заготовки.
Близкое расположение режущего инструмента
15 к люнетной втулке позволяет производить
обработку с минимальной деформацией
от сил резания и высокой точностью
на длине, равной 20—30 диаметрам детали.После
отрезки готовой детали резец 14 не
отводится, а используется в качестве
упора для подаваемого прутка.
После отрезки детали зажимная цанга/7
разжимается, а пруток перемещается
грузом 17 через штангу 16 до упора
в резец 14. После разжима цанги
// бабка 12 отводится от люнетной втулки
13 на рабочий ход; затем цанга
зажимается, резец 14 отводится и
цикл обработки повторяется.Одношпиндельные
автоматы продольного точения позволяют
производить посредством пяти суппортов
многоинструментальную обработку
цилиндрических, конических и фасонных
поверхностей, а также прорезку канавок
и подрезку торцов из прутков диаметром
до 16 мм. Технологические возможности
автоматов продольного точения
значительно расширяются с использованием
различных приспособлений.Токарно-револьверные
одношпиндельные автоматы центрового
полуавтомата на обработку ступенчатого
вала. В переднем суппорте закреплены
проходные резцы /—5, которые, перемещаясь
с продольной подачей, обрабатывают
наружные поверхности, а резцы 6—8, закрепленные
в заднем суппорте, перемещаясь с поперечной
подачей, обрабатывают канавки, подрезают
торцы и снимают фаски.
Токарные
гидрокопиро-вальные одношпиндельные
полуавтоматы предназначены для
изготовления деталей сложного профиля
с цилиндрическими, коническими
и фасонными поверхностями. Особенность
этих полуавтоматов состоит в
том, что они оснащены верхним
гидрокопировальным суппортом, который
расположен над деталью, установленной
в центре станка. Обработка фасонного
профиля ведется одним резцом,
воспроизводящим на детали фасонный
профиль шаблона, по которому перемещается
щуп гидрокопировального суппорта.
Резцами, установленными на нижних суппортах,
производят подрезку торцов, протачивание
канавок и др. Все суппорты станка
осуществляют автоматизированные циклы
рабочих и холостых движений, которые
выполняются в определенной последовательности.
Окончание обработки одним
суппортом служит командой
для включения в работу другого
суппорта. Управление полуавтоматом
производится прикрепленным к кареткам
суппортов кулачками, которые при
движении вместе с суппортами нажимают
на конечные выключатели и выполняют
необходимые переключения. Для сокращения
цикла обработки, а также переналадки
и настройки на другую деталь полуавтоматы
оснащены системами числового программного
управления.
17.3. Одношпиндельные токарные
автоматы
Одношпиндельные токарные автоматы
по способу обработки подразделяют
на фасонно-отрезные, продольного точения
и токарно-револьверные.Фасонно-отрезные
автома-т ы предназначены для
изготовления коротких деталей диаметром
до 25 мм. Заготовкой является пруток или
проволока, свернутая в бунт. Работа
автомата начинается с установки
упора 3 по оси шпинделя станка и
подачи прутка или проволоки до упора
(17.8). Затем упор 3 отводится в исходное
положение. Обработка детали 2 производится
врезной подачей фасонного резца
суппортом 4. 06- работанная деталь отрезается
резцом, установленным в отрезном
суппорте /. Фасонно-отрезные автоматы
могут иметь до пяти радиально
расположенных суппортов, оснащенных
отрезными и фасонными резцами
с врезанием поперечной подачей.
Кроме того, фасонно-отрезные автоматы
могут быть оснащены дополнительным
шпинделем, который расположен по оси
прутка, имеющим вращательное и поступательное
движение, что позволяет сверлить,
нарезать резьбу и др.На автоматах
продольного точения (17.9) обработка
заготовок из прутка 18 производится
осевым перемещением шпиндельной бабки
12 при неподвижных режущих инструментах
или при совмещенном радиальном
перемещении инструмента в суппортах
1, 2, 3, 4, 5. Сложение этих движений позволяет
изготовлять детали сложного профиля
— ступенчатые валики, детали со
сферической поверхностью и др. Всего
на вертикальных суппортах автоматов
можно установить до пяти резцов для
обработки наружной и внутренней
поверхностей. 1 о-ризонтальные суппорты
1 и 2 установлены на балансире 6, который
может качаться на оси 7. При вращении
кулачка 9 упор 10, прижимаясь пружиной
8, поворачивает балансир 6 и перемещает
суппорты 1 и 2 относительно оси шпинделя.
Особенностью конструкции автоматов
продольного точения является наличие
лю-нетной втулки 13, которая служит
опорой для обрабатываемой заготовки.
Близкое расположение режущего инструмента
15 к люнетной втулке позволяет производить
обработку с минимальной деформацией
от сил резания и высокой точностью
на длине, равной 20—30 диаметрам детали.После
отрезки готовой детали резец 14 не
отводится, а используется в качестве
упора для подаваемого прутка.
После отрезки детали зажимная цанга
11 разжимается, а пруток перемещается
грузом 17 через штангу 16 до упора
в резец 14. После разжима цанги
11 бабка 12 отводится от люнетной втулки
13 на рабочий ход; затем цанга
зажимается, резец 14 отводится и
цикл обработки повторяется.Одношпиндельные
автоматы продольного точения позволяют
производить посредством пяти суппортов
многоинструментальную обработку цилиндрических,
конических и фасонных поверхностей, а
также прорезку канавок и подрезку торцов
из прутков диаметром до 16 мм. Технологические
возможности автоматов продольного точения
значительно расширяются с использованием
различных приспособлений.Токарно-револьверные
одношпиндельные автоматы предназначены
для изготовления деталей из прутка диаметром
до 40 мм и оснащены тремя или четырьмя
поперечными суппортами и шестипозиционной
револьверной головкой с горизонтальной
осью вращения, перпендикулярной оси шпинделя
станка. Суппорты работают с поперечной
врезной подачей, а револьверная головка
— с продольной. Токарно-револьверные
одношпиндельные автоматы позволяют производить
обработку деталей более сложного профиля,
чем фасонно-отрезные автоматы.