logo search
Конспект лекций по МРС

13.4.1 Назначение, принципы работы и компоновки полуавтоматов

ТМП предназначены для обработки круглых кованых, штамповочных и литых заготовок в условиях крупносерийного и массового производства.

ТМП могут быть горизонтальными и вертикальными. Горизонтальные патронные полуавтоматы обычно строятся на базе токарных многошпиндельных автоматов и являются многопозиционными, т.е. работают по последовательному или параллельно-последовательному циклу.

Вертикальные ТМП могут быть ротационными и многопозиционными. Ротационные полуавтоматы работают с непрерывным циклом (рис. 13.16,а).

На столе такого станка находятся шпиндели для изделий, а на колонне – инструментальные суппорты или шпиндели, настроенные на одну и ту же операцию. Стол и колонна составляют единую медленно вращающуюся карусель. Когда очередной шпиндель проходит через зону загрузки, рабочий снимает с него деталь и устанавливает новую заготовку, которая при выходе из этой зоны подвергается обработке.

Каждый шпиндель стола обслуживается своим суппортом (или инструментальным шпинделем), с которого производится обработка детали полностью. В этой связи на ротационных станках могут обрабатываться лишь несложные детали.

Многопозиционные полуавтоматы предназначены для обработки сложных изделий диаметром до 200-800 мм. Могут иметь 4 (редко), 6, 8 или 12 шпинделей. Цикл работы станков – последовательный или параллельно-последовательный.

Как показали исследования, для большинства деталей, изготовляемых на ТМП из штучных заготовок, достаточно пяти рабочих позиций. Поэтому шестишпиндельные полуавтоматы более распространены.

На полуавтоматах с последовательным циклом (рис. 13.16,б) каждая деталь последовательно обрабатывается на всех рабочих позициях, после чего на загрузочной позиции вручную заменяется на новую заготовку. Стол со шпинделями периодически поворачивается для смены позиции инструмента. Поворот стола происходит, когда на всех позициях обработка закончена и суппорты с инструментами отошли от обрабатываемых деталей.

В этой связи рациональным является такой технологический процесс, при котором продолжительность обработки на каждой позиции одинакова. Практически этого достичь не удаётся и время цикла Т определяется временем обработки на лимитирующей позиции :где– время на поворот стола, его фиксацию, подводы и отводы суппортов и т.д.

Установка заготовки и снятие детали производится, как правило, во время работы станка и на его производительность не влияет.

При параллельно-последовательном цикле работы (рис. 13.16,в) стол поворачивается на двойной угол (т.н. двойное индексирование) и каждая заготовка проходит через половину позиций; загрузочными являются две позиции.

Станок модели 1284 относится к многопозиционным полуавтоматам последовательного действия, по особому заказу он может быть изготовлен в двухиндексном исполнении, т.е. с двумя загрузочными позициями.

При нормальном исполнении на станке одновременно обрабатывается пять заготовок в патронах шпинделей. Один шпиндель всегда находится в позиции загрузки и не вращается; с него снимается готовая деталь и устанавливается готовая заготовка. Шпиндели смонтированы в столе, который периодически вращается на угол 60°.

В каждой рабочей позиции имеется свой суппорт. Настройка скорости вращения шпинделя и подачи суппорта в каждой позиции независима, что позволяет обеспечивать выгодные режимы резания при выполнении различных переходов.

13.4.2  Кинематика и работа полуавтомата мод. 1284 (см. рис. 13.17)

1) Привод вращения шпинделей (об/мин):

2) Привод подачи (мм/об): ,

где: - шаг винтовой канавки барабана подач для хода суппорта вниз;

3) Быстрое вращение барабана подач:

4) Привод центрального вала:

5) Привод кулачков зажимного патрона (мм/мин):

,

где: t – шаг винта в патроне; iрыч – передаточное отношение рычагов в патроне.

Дополнительные сведения по кинематике и работе полуавтомата:

а) главный электродвигатель, установленный на венце станка, передает вращение через конический редуктор валу II, на котором смонтирована фрикционная муфта (фрикцион). Для включения фрикциона полумуфты М1 и М2 должны быть перемещены соответственно вниз и вверх. Полумуфта М1 перемещается при пуске станка посредством кольцевого штурвала, расположенного вокруг нижней части венца, рычага Р5 и кулачка К1. Полумуфта М2 срабатывает в каждом цикле работы станка от кулачка ВРБ. С полумуфтой М1 связан конический тормоз, производящий торможение шпинделей при ручном выключении фрикциона. При автоматическом выключении фрикциона торможение осуществляется ленточным тормозом, которой связан с полумуфтой М2;

б) движение суппорту С сообщается от замкнутой кривой барабана подач (рис. 13.17, 34) через штангу И с роликом. Быстрые подвод и отвод суппорта происходят во время быстрого поворота барабана при включении муфты Мх, подача – при медленном (муфта Мр). включение муфт Мр и Мх проводится шарнирным параллелограммом, управляемым ВРБ (через рычаг Р2) и распределительным диском барабана подач (через рычаг Р3) путём перемещения скалки с роликом.

Перемещение суппорта вручную осуществляется с помощью рукоятки Р8 через колёса 12, 47, 64, 12, 18 и червячную пару 2:59 при включении кулачковой муфты на верхней части валика VIII. Для включения кулачковой муфты валик VIII перемещается вниз, при этом двуплечий блокировочный рычаг своим треугольным вырезом поднимает конический наконечник рычага Р1, исключая возможность его взаимодействия с роликом скалки и фиксируя одновременно такое положение параллелограмма, при котором муфты Мр и Мх отключены;

в) ЦВ располагается по оси колонны и состоит из двух частей. На нижней части закреплены: шестерня Z=43 привода механизма поворота стола, копир К2 вывода фиксатора Ф стола, кулачок КЗ ввода фиксатора, кулачок К4 зажима стола. На нижней части ЦВ свободно сидит нижний распределительный барабан – НРБ с муфтой Мп включения вращения ЦВ. На верхней части ЦВ закреплен верхний распределительный барабан – ВРБ.

В станках нормального исполнения нижняя и верхняя части центрального вала во время цикла поворота стола делают по одному обороту, для этого они соединяются между собой зубчатой муфтой (путём переключения скользящей шестерни Z=27). В станках двухиндексного исполнения нижняя часть ЦВ делает два оборота за один оборот верхней части, что возможно благодаря наличию зубчатых колес 36, 18, 27, 27. Это обеспечивает поворот стола на двойной угол.

ЦВ при своем обороте обеспечивает выполнение следующих элементов цикла:

- поворот стола (от шестерни Z=43), его фиксацию (кул. К2, К3) и зажим (кул. К4);

- включение и выключение фрикциона и механизма вращения шпинделей (кул. ВРБ);

- включение муфт Мх быстрого вращения барабанов подачи (кул. ВРБ);

г) периодический поворот стола на 60° производится кривошипно-кулисным механизмом (рис. 13.19), размещённым под столом станка (рис. 13.17).

За один оборот нижней части ЦВ кривошип 1 (см. рис. 13.19) совершает также один оборот, заставляя кулису 2 совершить её движение - поступательное с одновременным поворотом вокруг оси ЦВ (точка О). В начале своего движения из исходного положения I кулиса надвигается пазом на ролик 3 шпинделя и захватывает его. После этого осуществляется поворот стола, освобождение ролика и возврат кулисы в исходное положение.

Если станок работает с двойным индексированием, то за один оборот ВРБ кривошип сделает 2 оборота и стол повёрнется дважды на 60°, прежде чем цилиндрический кулачок ВРБ включит движение исполнительных органов.

Во время поворота стола все шпиндели останавливаются ленточными тормозами;

д) механизм зажима патрона смонтирован в корпусе основания со стороны загрузочной позиции и срабатывает при включении кулачковой муфты вверх или вниз. Это приводится рычагом Р7. При включении муфты движение передается винту. Вращение винта вызывает перемещение гайки и связанной с ней ползушки, перемещающей через рычаги кулачки патрона для зажима или разжима обрабатываемого изделия.

Верхнее или нижнее положение рукоятки Р7 фиксируется защелкой Л. По достижении определенной силы зажима кулачковая муфта под действием осевой составляющей, возникающей на боковых наклонных поверхностях её кулачков, автоматически выключается, преодолевая усилие пружины защелки Л, рукоятка при этом устанавливается в нейтральное положение;

е) при повороте стола от одной позиции к другой колесо Z=16 шпинделя выходит из зацепления со скользящей шестерней Z=16. Когда очередной шпиндель подходит к загрузочной позиции, кулачок К6 стола, сжимая пружину, опускает скользящую шестерню ниже уровня шпиндельного колеса Z=16. Перед самым остановом стола в результате спада кулачка пружина поднимает скользящую шестерню, которая входит в зацепление с колесом Z=16 подведенного шпинделя. Такое перемещение шестерни позволяет избежать ударов зубьев и их порчу.