Обработка на многорезцовых токарных станках

Категория:
Проектирования технологических процессов


Обработка на многорезцовых токарных станках

Довольно большое количество деталей, обрабатывающихся в центрах, специальных патронах и на оправках, со значительным числом ступеней диаметров, обтачивается в автомобильном производстве среднего масштаба на многорезцовых токарных станках. Правда, следует отметить, что в отношении обточки на оправках и в особенности в патронах с многорезцовыми станками весьма успешно конкурируют разного рода полуавтоматы — одно- и многошпиндельные, особенно при больших масштабах производства.

В настоящее время много фирм в США и Германии строят многорезцовые токарные станки.

Основной принцип конструкции многорезцовых станков заключается в том, что они снабжены двумя основными суппортами, могущими нести каждый по нескольку резцов (откуда и принято их название). Передний суппорт имеет обычно лишь продольную механическую подачу, а задний—поперечную. Некоторые модели этих станков имеют еще

и дополнительные подачи, например, механическую поперечную подачу не только задпего, но и переднего суппорта. Передний суппорт, таким образом, предназначен для продольного точения рядом установленных проходных резцов, а задний — для поперечной обточки и подрезки также целым рядом подрезных, широких или фасонных резцов.

Подачи на один оборот, соответственно условиям обточки, могут быть различны, у обоих суппортов. Многорезцовые станки большей частью не имеют коробок скоростей и подач, как и большинство ставков высокой производительности, предназначенных для работы при постоянном режиме резания. При переладке станка на другую операцию изменение чисел оборотов и подачи могут быть, однако, изменены путем смены соответствующих пар шестерен в передаче движения к шпинделю и суппорту. Чаще всего на многорезцовых станках обработка ведется за два раза: один станок обдирает деталь, другой—проходит «начисто» и заканчивает поверхности, кои не могли быть обработаны на первом станке.

В случае сложной формы детали иногда приходится ставить на обдирку по два станка (при выполнении сложного контура детали).

Обычно обработка передним и задним суппортом производится одновременно для сокращения времени, если контур и характер обработки это позволяют. В случае, если одна из операций значительно короче другой, то продолжительность всей обработки определяется временем более длительной операции.

Рис. 1. Многорезцовый токарный станок Lodge & Shipley.

Однако в случаях, когда поперечный суппорт должен работать после продольного, продолжительность обработки будет равна суммарному времени проходов (или их неперекрывающихся частей) обоих суппортов. Так, например, если на понеречном суппорте будут стоять широкие или сложной формы фасонные резцы, то часто бывает необходимо их пускать лишь после того, как поверхность уже будет пройдена соответствующими обдирочными резцами продольного суппорту

Многорезцовые токарные станки, соответственно суммарному сечению стружки, снимаемому одновременно работающими резцами, должны обладать повышенной жесткостью (стабильностью) и соответственными размерами мощности мотора.

В остальном эти станки, в большей или меньшей степени, повторяют в усиленной форме конструкции токарного станка.

На рис. 1 изображен многорезцовый токарный станок фирмы Lodge & Shipley, хорошо иллюстрирующий собой вышеприведенные положения.

Надо отметить, что данный тип станка может иметь и автоматизированные движения суппортов, т. е. быстрый подход (врезание — при продольном точении, если таковое требуется), рабочая подача и быстрый ход назад в исход-сое положение. При таком автоматизировании движения суппортов этот станок уже приближается к центровым полуавтоматам.

Потребляемая мощность этого станка — 10 — 15 л. е., при высоте центров 125 лш(над суппортом) и расстоянии центров от 250 до 950 мм.

Продолжительность этой операции— 1,75 мин. вместе со вспомогательным временем на постановку и снятие детали.

Рис. 2. Обдирка.

Рис. 3. Втулка заднего колеса.

Рис. 4. изображает чистовую обточку.

Полная продолжительность также 1,75 мин.

В последнее время завоевали себе весьма прочное место многорезцовые станки фирмы Sundstrand Mch. С0. На рис. 13 изображен станок этой фирмы модель 8” Stub Lathe (с мотором в станине станка). Фирма строит также эту модель и размером — 12” (12” Stub Lathe).

Преимущества данного станка заключаются, главным образом, в высокой стабильности конструкции (т. е. жесткости и устойчивости), большой располагаемой мошдости (восьмидюймовая модель имеет мотор от б до 71/2 л. е., а двенадцатидюймовая — от 71/2 до 15 л. е.), в широкой возможности к снециализированию станка для различных операций при весьма небольших габаритных размерах станка (8” модель имеет габарит 45×60”) и относительно невысокой его стоимости.

К этому нужно добавить, что станок сравнительно прост в эксплоатации, что дает часто возможность обслуживания двух и даже больше станков одним рабочим.

Рабочие размеры модели 8”: высота центров над суппортом — 4” и расстояние центров—10i/2”; модели 12”: высота центров — 6”, расстояние центров — 16”. Числа оборотов шпинделя и подачи меняются путем перестановки соответствующих пар сменных шестерен.

Рассматриваемый станок, помимо двух основных суппортов, может иметь (по желанию заказчика) еще и третий верхний суппорт.

Рис. 5. Показывает операцию обдирки.

Поршень устанавливается предварительно расточенной и заторцованной своей кромкой («установочным пояском») на короткой (5—8 мм) оправке шпинделя.

На переднем суппорте установлены два проходных резца, для того чтобы уменьшить длину хода суппорта с рабочей подачей вдвое и тем самым уменьшить машинное время х. На заднем (поперечном) суппорте установлены: 4 резца в отдельной державке для пророки канавок поршневых колец, один резец для проточки днища пор! Пня и один — для снятия фаски днища. Задний суппорт имеет только поперечное движение с механической подачей. Установка резцов для канавок колец в отдельной специальной державке делается для более быстрой их смены и более удобной заточки.

Рис. 6. Чистовая обточка.

Рис. 7. Многорезцовый станок Snndstrand-Stub Lathe 8”.

На рис. 9 показана чистовая обточка того же поршня на втором ыкок же станке. На продольном суппорте здесь установлено 5 шлихтовальных (чистовых) резцов; из них 4 поставлены тесно друг к другу и установлены с расчетом получения ступенчатой поверхности, постепенно уменьшающихся по направлению к днищу диаметров. Эта конусность в направлении днища поршня необходима во избежание заедания наиболее нагревающейся его части, прилегающей к днищу во» время работы в цилиндре.

Рис. 8. Обдирка поршня.

Рис. 9. Чистовая обточка поршня

Установка и базирование производятся тем же путем, что и на предыдущей операции. После отжига поршня перед чистой обточкой производится еще раз расточка внутренней кромки и проточка торца, так как при обдирке и в особенности во время отжига эти базирующие поверхности могут потерять свою точность. Рекомендуется обратить внимание на способ закрепления резцов.

Рис. 10. Обточки шестерни (с другой стороны) на станке Stllb-Sundsircmd.

Установка шестерни в обеих операциях производится на оправке (под легким прессом). Обычно перед этими операциями, помимо сверловки развертывания, отверстия прошиваются с полагающимися «шлицами» или же шпоночными канавками.

Во избежание проворачивания указанные выше оправки снабжаются шпонками, на которые под легким давлением и ставится обрабатываемая шестерня (на приведенных рисунках эти шпонки не показаны).

Такой способ крепления на короткой и массивной оправке позволяет работать несколькими резцами одновременно при высоком режиме резания. На второй операции наружная,цилиндрическая поверхность вновь проходится чистовым проходом.

Рис. 11. Обточка кулака передней оси па станке Stub-Sundstrand.

Аналогичными двумя операциями часто ограничивается вся обточка подобных шестерен, при более сложном их контуре иногда ввО’ дится еще одна операция, так как в этих случаях бывает невозможно расположить все необходимые резцы в двух операциях.

Обращаем внимание па приведенный метод обточки шестерен несложной форацл на многорезцовом станке как на весьма типичный метод.

На рис. 11 дан также весьма показательный пример обточки на том же станке цапфы кулака передней оси автомобиля.

В этом случае, помимо обточки цилиндрических поверхностей, одновременно обтачивается и коническая поверхность цапфы. Второй и третий резцы (с левой стороны) переднего суппорта находятся в отдельной державке К, которая имеющимся в ней роликом В направляется конической линейкой А и, вдвигаясь в общую державку других резцов при движении суппорта, дает требуемую коническую поверхность на обрабатываемой детали. Два резца вместо одного на самой

длинной (конической) поверхности здесь вве дены также для уменьшения длины хода с рабочей подачей, что соответственно уменьшает машинное время и увеличивает производительность станка. Таким образом пять проходных резцов переднего суппорта производят всю обточку, а пять резцов заднего суппорта делают подрезку переходов диаметров, фаску, закругление и небольшую коническую проточку, заканчивая, тем самым всю обточку цапфы. Обычно аналогичным методом — за один проход — и ведут обточку указанной детали, так как две цилиндрические поверхности цапфы для постановки шариковых или роликовых подшипников • в дальнейшем заканчиваются шлифовкой. Следует отметить интересный способ установки данной детали в центрах и приведения ее во вращение.

На рис. 12 изображена схема обточки четырехшестеренной каретки (из коробки скоростей) на станке 12” Stub Lathe той же фирмы.

Обращаем внимание на число, форму и способ расстановки резцов, а также на установку и приведение во вращение обрабатываемой шестерни. Ввиду очень большого момента от усилия резания всех 13 резцов понадобилась вспомогательная операция по просверливанию двух отверстий для поводковых шпилек, показанных на схеме, так как отверстие шестерни не имеет шпоночных канавок и шлиц.

На рис. 13 и 14 дана схема обточки на 8” S :ub Lathe Sund-stгаш! C° ведущей’ шестерни.

На рис. 14 изображена в разрезе приводная оправка конструкции названной фирмы.

Рис. 12. Обточка каретки шестерен.

Рис. 13. Обточка ведущей шестерни.

Гладкая оправка имеет с соответствующем секторообразном вырезе «собачку» с насечкой, несколько выступающей за цилиндрическую поверхность оправки при повороте «собачки» в направлении, обратном вращению изделия. Таким образом эта «собачка» заклинивает изделие тем сильнее, чем будет больше крутящий момент от резцов во время обточки детали. Передний суппорт в данном случае автоматизирован также, как и задний, поэтому станок следует считать приближающимся к типу центровых полуавтоматов. Обточка конической поверхности зубчатого венца производится с переднего суппорта, подрезка торца — с поперечного суппорта и проточка сферической поверхности двух радиусов производится двумя резцами с верхнего добавочного суппорта. Обработка выполняется в две операции: обдирка и чистовая обточка.

Рис. 14. Чистовая обточка каретки шестерен.

Рис. 15. Обточка сателлита.

Рис. 16. Обдирка каретки шестерен.

Из сравнения этих двух методов можно видеть, что применение многорезцового станка и соответствующего метода обработки да и в данном примере уменьшение станкочасов на обработку почти в 52 раза и стоимости рабсилы — почти вдвое.

Рассмотренные примеры обработки на многорезцовых станках показывают, какие широкие возможности дают эти станки в смысле разнообразия методов обработки на весьма разнохарактерных деталях.

Станки этой группы дают хорошие результаты в крупносерийных производствах и даже массовых при сравнительно небольших размерах производственной программы на обточке деталей, подходящих к описанным выше примерам.

Тем более, что подобные станки фирмы во многих случаях снабжают автоматизированным обратным движением суппортов,-что еще более повышает производительность этих станков, приближая их к центровым полуавтоматам. Таким образом, если по расчетам производительность рассматриваемых станков является подходящей для проектируемого процесса, то это решает вопрос в сторону их выбора.

Если же необходима еще более высокая производительность станка, то.следует переходить к следующей, более производительной группе, т. е. к многорезцовым центровым полуавтоматам.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум