13.1.3 Токарно-револьверные автоматы

13.1.3.1  Токарно-револьверные автоматы (ТРА) предназначены для изготовления сложных деталей из пруткового материала или точных штучных заготовок. ТРА позволяют производить точение цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, центрование, сверление и развёртывание отверстий, накатывание рифлений, нарезание внутренней и наружной резьбы плашками и метчиками.

При установке дополнительных приспособлений возможно сверление отверстий со стороны отрезки, поперечное сверление, нарезание резьбы резцом или гребёнкой, фрезерование шлицев, граней.

13.1.3.2  По компоновке ТРА похожи на обычные револьверные станки. На станине И (см. рис. 13.5) размещаются: слева – неподвижная шпиндельная бабка К, в середине – поперечные суппорты (обычно их от 2 до 4, чаще 3 – передний, верхний и задний), справа – продольный суппорт Л, имеющий револьверную головку Н с горизонтальной поперечной осью поворота и с числом позиций 6-8. Станок имеет распределительный и вспомогательный управляющие механизмы (т.н. распределительный вал – РВ и вспомогательный вал – ВВ)

Обрабатываемый пруток находится в шпинделе и поддерживающем устройстве Р. Перемещение и зажим прутка осуществляется специальным механизмом.

В радиальных гнёздах револьверной головки устанавливаются державки с инструментами. В одной из позиций головки устанавливается упор для ограничения перемещения прутка до нужной величины. В ряде моделей автоматов предусмотрен качающийся упор, не связанный с револьверной головкой.

13.1.3.3  Обрабатываемый пруток в начале цикла автоматически подаётся до упора, зажимается и получает вращение (главное движение). Обработка производится инструментами револьверной головки с продольной их подачи и резцами поперечных суппортов при их поперечной подаче. После каждого перехода обработки револьверная головка отводится от прутка, поворачивается в следующую позицию и подводится к прутку. Цикл заканчивается отрезкой готовой детали.

В зависимости от выполняемой работы скорость и направление вращения шпинделя в требуемые моменты цикла могут автоматически переключаться.

Основным направлением вращения шпинделя на револьверных автоматах является левое, т.е. все переходы выполняются при левом направлении вращения шпинделя кроме (главным образом) нарезания правой резьбы. Последнее ведётся после переключения шпинделя на правое вращение.

13.1.3.4  Кинематика токарно-револьверного автомата модели 1136 (см. рис. 13.5):

1) Привод вращения шпинделя с прутком (об/мин).

Направление вращения – левое и правое. Изменение частоты вращения шпинделя в цикле производится переключением скоростной муфты М2, а изменение направления вращения и частоты – реверсивной муфты М1:

а) М1; М2;

б) М1; М2;

в) М1; М2;

г) М1; М2;

2) Привод вспомогательного вала:

ВВ вращается с постоянной частотой. На нём находятся т.н. старт-стопные муфты М4-М7 (см. рис. 13.7) и от него осуществляются следующие холостые ходы:

- переключение муфт М1 и М2 – производится за пол-оборота цилиндрических кулачков, включаемых соответственно муфтами М4 и М5;

- перемещение и зажим прутка материала – производится за один оборот вала перемещения и зажима, движение на который передается при включении муфты М6 через передачу 36:72;

- поворот (переключение) револьверной головки для смены позиции – производится мальтийским механизмом за один оборот кривошипного вала с водилом, движение на который передаётся при включении муфты М7 через колёса 57,76,38,23,46. Перед поворотом револьверной головки происходит быстрый отвод суппорта за счёт складывания кривошипа с шатуном (см. рис. 13.8), а после поворота – быстрый подвод за счёт их распрямления;

3) Привод распределительного вала (об/мин):

где Т_ц – время цикла, с.

Рабочие и холостые перемещения суппортов производятся от кулачков РВ. На нём находятся также барабаны а,д,е с переставными кулачками – ригелями – для подачи команд на включение старт-стопных муфт ВВ.

4) Перемещение и зажим прутка материала:

В уравнениях по п/п. 4,5,6: n_п и n_к – частоты вращения валов перемещения и зажима материала и кривошипного, t_п, t_м, t_рг - времена соответствующих переключений.

5) Переключение муфт М1 и М2: .

6) Переключение револьверной головки:

13.1.3.5  Устройство и работа механизмов автомата

А. Механизм перемещения и зажима прутка (см. рис. 13.6)

На рисунке представлен разрез шпиндельного узла без показа устройств для передачи движения на шпиндель.

Положение деталей узла соответствует: над осью – разжиму, под осью – зажиму прутка.

Цикл работы механизма следующий:

1) перемещение подающей цанги 7 влево при зажатом прутке;

2) раскрытие зажимной цанги 15;

3) перемещение цанги 7 вместе с прутком вправо до контакта прутка с упором револьверной головки;

4) зажим прутка цангой 15.

Перемещение подающих цанги, трубы и салазок (поз. 7, 6 и 5) производится от кулачка 2 рычагом 4.

Раскрытие цанги 15 и разжим прутка происходит при перемещении деталей 13 и 12 влево пружиной 14, а зажим – вправо фасонными рычагами 11. То или иное становится возможным при смещении от кулачка 1 рычагом 3 муфты 10 соответственно вправо или влево. В первом случае устраняется препятствие для поворота рычагов 11 от действия пружины 14, во втором – при утапливании длинных отростков рычагов они поворачиваются вокруг точек контакта своих носиков с фланцем втулки 9 и пятками перемещают детали 12 и 13 вправо. Регулирование силы зажима прутка производится при изменении осевого положения этих точек перемещением втулки 9 посредством гаек 8.

Б. Старт-стопные (n-оборотные) муфты ВВ и механизм их периодического срабатывания (на примере муфты М7 включения поворота револьверной головки) (см. рис. 13.7)

Полумуфта 2 закреплена на ВВ. На полумуфте 3 ступени 4 и 5 образуют фигурный паз, в который входит выводящий палец 9 рычага 10. При взаимодействии одного из трёх выступов ступени 5 с пальцем 9 полумуфта 3 отводится вправо, расцепляясь с полумуфтой 2. При выводе пальца 9 из фигурного паза пружина 8 перемещает полумуфту 3 влево до соединения обоих полумуфт. В расцепленном положении фиксация полумуфты 3 производится подпружиненным стопором 11, заскакивающим в одну из трёх канавок на ступени 4.

Команды на включение муфты поступают с РВ. Для этой цели на РВ закреплен барабан 15 (на ритс. 13.5 – е) с переставными кулачками – ригелями 14.

При вращении РВ очередной кулачок 14 в требуемый момент цикла поднимает правое плечо рычага 10, при этом находящийся на левом плече рычага выводящий палец 9 опускается, освобождая полумуфту 3, которая смещается пружиной 8 влево, муфта включается и колесо Z=57 передаёт движение колесу Z=76.

Переключение револьверной головки происходит за один оборот колеса Z=76. Для этого колесо Z=57 должно сделать 76/57=4/3 оборота и остановиться, т.е. полумуфта через 4/3 оборота должна остановиться. Для обеспечения такого останова фигурный паз имеет три выступа, а рычаг 10 - отросток с упором 12. Упор взаимодействует со срезанным диском 13, закрепленным на оси колеса Z=76. Срез диска 13 позволяет пальцу 9 западать в фигурный паз только после примерно 3/4 оборота диска. При этом муфта совершает (3/4)(76/57)=1 оборот.

На следующей 1/3 оборота муфты происходит взаимодействие выступа фигурного паза с пальцем 9, смещение полумуфты 3 вправо и отключение старт-стопной муфты.

Таким образом, каждое переключение револьверной головки совершается за 4/3 оборота BB.

В. Механизм переключения револьверной головки (см. рис. 13.8 и 13.5)

Рабочий ход продольного (револьверного) суппорта 2 осуществляется от кулачка 11, профиль которого состоит из шести (по числу позиций) отдельных рабочих участков. Выступы кулачка воздействуют на ролик 10 рычага 9 с сектором, поворачивая последний и смещая влево рейку 8, связанную шатуном 7 с кривошипом 5 кривошипного валика 4.

При этом шатун и кривошип находятся в "мёртвом" положении (вытянуты в одну линию). Невозможность произвольного складывания кривошипа с шатуном обеспечивается стопорением полумуфты с фигурным пазом. Кривошипный валик смонтирован в револьверном суппорте. В результате вместе с рейкой будет перемещаться и револьверный суппорт.

По окончании рабочего хода ролик 10 проваливается во впадину на кулачке 11 и пружина 13 отводит суппорт вправо. Ролик 10 попадает на цилиндрический участок кулачка, в результате при дальнейшем вращении РВ 12 рейка 8 перемещаться не будет. В это время срабатывает старт-стопная муфта М7 ВВ, которая включает кинематическую цепь вращения кривошипного валика с водилом мальтийского механизма, и валик совершает один оборот.

За этот оборот палец водила, взаимодействуя с мальтийским крестом 3, поворачивает револьверную головку 1 на 1/6 часть оборота, а кривошип с шатуном, складываясь и распрямляясь, обеспечивают отвод и подвод револьверного суппорта. Причём непосредственно переключение револьверной головки происходит за средние 120° поворота кривошипного валика, а на отвод и подвод затрачивается по 180° его поворота.

На кривошипном валике установлен кулачок, управляющий через рычажную систему фиксатором револьверной головки.