Токарный многошпиндельный горизонтальный автомат 1Б240-6К

 

Рисунок 9 – Структурно-кинематическая схема автомата 1Б240-6К

На схеме обозначены:

i_Vшп – гитара настройки частоты вращения шпинделя;

i_РВ – гитара настройки частоты вращения распределительного вала;

i_Vи – гитара настройки частоты вращения инструментального шпинделя;

n_шп – частота вращения шпинделя;

n_ин – частота вращения инструментального шпинделя;

S_поп – поперечная подача;

S_прод – продольная подача.

Гитары настройки частот вращения являются звеньями настройки соответствующих  кинематических цепей.

Цепь главного движения

Конечные звенья: Двигатель →  Шпиндель

Расчетные перемещения: n_дв, мин^-1 → n_шп, мин^-1

Уравнение кинематического баланса  в общем виде:

n_дв × i_Vшп = n_шп

Цепь вращения распределительного вала

Конечные звенья: Двигатель →  Распред. вал

Расчетные перемещения: n_дв, мин^-1 → n_РВ, мин^-1

Уравнение кинематического баланса  в общем виде:

n_дв × i_Vшп × i_РВ = n_РВ

Цепь вращения инструментального  шпинделя

Конечные звенья: Двигатель →  Инструментальный шпиндель

Расчетные перемещения: n_дв, мин^-1 → n_ин, мин^-1

Уравнение кинематического баланса  в общем виде:

n_дв × i_Vи = n_ин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.Кинематическая (гидрокинематическая) схема станка  заданной модели. Кинематические  цепи станка (конечные звенья, расчетные перемещения, подробные уравнения кинематического баланса, звенья настройки, формулы настройки)

Рисунок 10 – Кинематическая схема автомата 1Б240-6К

 

Конечные звенья: Двигатель →  Шпиндель

Расчетные перемещения: n_дв, мин^-1 → n_шп, мин^-1

Главное движение производится от электродвигателя 1 через клиноременную передачу со шкивами 2-3, зубчатые колеса 4-5, a, b, c, d на центральный вал IV и далее через колеса 6-7 одновременно шести рабочим шпинделям XXI.

Частота вращения шпинделей определяется следующим уравнением кинематического  баланса

Формула настройки гитары главного движения

Привод вращения распределительного вала осуществляется тремя разными  кинематическими цепями, соответственно, во время рабочего хода, холостого  хода и при наладке автомата.

При рабочем ходе он приводится во вращение от центрального вала IV через зубчатые колеса 8-9, e, f, g, h, 10-11, электромагнитную муфту 12, колеса 13-14, 15-16 и червячную передачу 17-18. Частота его вращения при этом определяется следующим уравнением кинематического баланса

Откуда формула настройки гитары e, f, g, h с учетом аналогичной формулы предыдущей гитары будет

При холостом ходе включается муфта 19, а муфта 12 выключается и распределительный  вал получает быстрое вращение по укороченной цепи от вала I через зубчатые колеса 20-21, 15-16 и червячную передачу 17-18. частота ускоренного вращения распределительного вала равна

 

При постоянных кулачках угол поворота распределительного вала при выполнении холостых оборотов всегда один и тот  же и равен для данного автомата 215º. Таким образом, продолжительность  холостого хода составляет

Переключение муфт 12 и 19 осуществляется кулачками командоаппарата, барабан которого закреплен на валу XVIII, получающем вращение непосредственно от распределительного вала через колеса 42-43-44-45 с общим передаточным отношением 1:1. По окончании холостого хода распределительный вал резко затормаживается до скорости рабочего вращения путем подачи на электромагнитную муфту 12 удвоенного напряжения.

При наладке автомата распределительный  вал приводится во вращение от отдельного электродвигателя 22 через зубчатые колеса 23-24-25, электромагнитную муфту 26, колеса 15-16 и червячную передачу 17-18. при этом муфты 12 и 19 выключены, а затормаживание распределительного вала до полной остановки осуществляется муфтой 27. При необходимости распределительный  вал можно повернуть вручную  с помощью ключа за конец вала червяка 17.

Привод вращения инструментального  шпинделя

Конечные звенья: Двигатель →  Инструментальный шпиндель

Расчетные перемещения: n_дв, мин^-1 → n_ин, мин^-1

Привод вращения резьбонарезного  шпинделя включает две цепи – нарезания  и свинчивания, переключение которых  осуществляется электромагнитными  муфтами 28 и 33. В обоих случаях  резьбонарезной шпиндель вращается  в одном направлении с рабочим  шпинделем и нарезание происходит: за счет отставания инструмента от заготовки (правая резьба), тогда переключением на другую цепь с быстрым вращением инструмента обеспечивается свинчивание; за счет обгона инструментом заготовки (левая резьба), тогда для свинчивания используется цепь с меньшей частотой вращения.

Разность между частотами вращения шпинделей заготовки (n_шп) и инструмента (n_ин) соответствует частоте вращения инструмента, определяемой скоростью резания при резьбонарезании (n_рез) то есть

 

n_рез = |n_шп – n_ин|

При правой резьбе цепь нарезания  проходит от центрального вала IV, через колеса i, j, k, l, электромагнитную муфту 33, колеса 34-35, 29-30, 31-32 до приводной втулки XIX резьбонарезного шпинделя с метчиком или плашкой. При этом муфта 28 должна быть выключена.

Уравнение кинематического баланса

откуда

При отключении муфты 33 и включении  муфты 28 инструментальный шпиндель начнет вращаться с частотой свинчивания (n_ин.св) от цепи: центральный вал IV, колеса I, j, муфта 28, колеса 29-30, 31-32 и втулка XIX.

При этом уравнение кинематического  баланса будет

откуда

Из приведенных формул настройки  пар сменных колес следует, что  частоты вращения инструмента при  свинчивании и нарезании правых резьб соотносятся как

а для левых резьб такое соотношение имеет место между частотами, наоборот, при нарезании и свинчивании инструмента. При нарезании резьбы самооткрывающейся головкой настраивается только цепь нарезания.

Привод вращения быстросверлильного шпинделя осуществляется по цепи от центрального вала IV, через колеса 37-38, 39-n на приводную втулку XIX, передающей вращение инструментальному шпинделю с закрепленным в нем сверлом. Инструмент и заготовка вращаются навстречу друг другу и частота

вращения сверла (n_рез), определяемая скоростью резания, будет определятся суммой

n_рез = n_шп + n_ин

Частота вращения быстросверлильного шпинделя (n_ин) определяется уравнением

откуда число зубьев сменного колеса n равно

Привод вращения инструментального  шпинделя при развертывании обеспечивает вращение инструмента в одном  направлении с заготовкой, но с  меньшей скоростью, по цепи от центрального вала IV через колеса 37-40-41-р на приводную втулку XIX.

При этом n_рез = n_шп – n_ин, а число зубьев сменного колеса р равно

Привод шнекового транспортера для уборки стружки осуществляется от отдельного электродвигателя 59 через червячную передачу 60-61.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.График частот вращения привода главного движения станка заданной модели. Расчет передаточных отношений

Из паспорта станка выписываем стандартный ряд частот вращения привода главного движения и соответствующие им сменные шестерни 

nшп, мин-1	a:b	c:d
140	22:62	22:62
160	24:60	22:62
180	26:58	22:62
200	28:56	22:62
224	30:54	22:62
250	32:52	22:62
280	28:56	28:56
315	37:47	22:62
355	24:60	37:47
400	28:56	35:49
450	30:54	35:49
500	35:49	32:52
560	22:62	49:35
630	35:49	37:47
710	47:37	28:56
800	32:52	45:39
900	24:60	56:28
1000	24:60	58:26
1120	45:39	39:45
1250	37:47	49:35
1400	28:56	60:24
1600	39:45	52:32

По этим данным строим график частот вращения привода главного движения.

 

 

 

 

 

 

7.Режимы работы  станка заданной модели. Система управления станка

На станке возможны три  режима работы: рабочий ход, холостой ход и наладка.

Главное движение передается от электродвигателя через клиноременную  передачу и зубчатые колеса на центральный  вал, который в свою очередь через  зубчатую передачу передает вращение шести рабочим шпинделям. В зависимости  от режима работы (рабочий, холостой ход  или наладка) главное движение передается на центральный вал тремя разными  кинематическими цепями.

На холостом ходу распределительный  вал получает ускоренное вращение по укороченной кинематической цепи. Угол поворота распределительного вала на холостом ходу всегда одинаков и равен 215°. По окончании холостого хода распределительный вал резко  затормаживается до скорости вращения на рабочем ходу.

При наладочном режиме работы распределительный вал приводится во вращение от отдельного электродвигателя. Затормаживание распределительного вала до полной остановки осуществляется муфтой. При необходимости вал  можно повернуть вручную при  помощи ключа (за конец вала червяка).

Всем циклом работы станка управляет командоаппарат.

Рисунок 12 – Командоаппарат автомата 1Б240-6К

Барабан 1 связан с распределительным  валом передаточным отношением 1:1. На барабане закреплены кулачки 2, которые  нажимают на конечные выключатели 3 мгновенного  действия, дающие команды на включение  рабочего и ускоренного ходов, выключение подачи в конце цикла, реверс резьбонарезания, блокировку обратного вращения шпиндельного барабана.

8.Приспособления, оснастка и вспомогательный инструмент, применяемые на оборудовании заданного типа

В комплект станка входят устройства, позволяющие выполнять широкий круг операций по обработке материала.

Рисунок 13 – Приводная втулка и инструментальный шпиндель

Корпус 3 инструментального шпинделя закрепляется в скользящей державке, установленной на продольном суппорте.

Инструментальный шпиндель позволяет производить обработку  со скоростью, отличающейся от скорости рабочего шпинделя. В головке 1 шпинделя имеется отверстие Ø45Н7, в которое устанавливаются сверла, метчики, плашки, резьбонарезные головки.

Шпиндель соединен со сменным  хвостовиком 6 соединительной втулкой 5. Чтобы отсоединить хвостовик, нужно  вывинтить винты, крепящие шайбу 4 к  втулке. Хвостовик инструментального  шпинделя входит в шлицевое отверстие  приводной втулки 7, на правом конце  которой устанавливаются сменные  шестерни для резьбонарезания, развертывания, быстрого сверления.

Сменная шестерня 9 зацепляется  через промежуточную шестерню с  шестерней центрального вала, и, в  зависимости от схемы зацепления, может меняться местами со втулками 10 и 11.

Сменная шестерня закрепляется кольцом 12. Приводные втулки и инструментальные шпиндели можно установить в любой  позиции, кроме первой. Чтобы вынуть приводную втулку вместе с фланцем 8, нужно отвернуть четыре винта 13.

Рисунок 14 – Устройство для нарезания резьбы

Для нарезания резьбы в  инструментальный шпиндель устанавливается  метчик или плашка и шпинделю сообщается вращение в ту же сторону, куда вращается  основной шпиндель, причем при нарезании  правых резьб инструментальный шпиндель вращается медленнее основного, при свинчивании – быстрее (для левых резьб наоборот).

Изменение частоты вращения инструментального шпинделя, необходимое  для перехода от нарезания к свинчиванию, производится переключением электромагнитных муфт.

При включении электромагнитной муфты 3 движение передается от центрального вала 7 через сменные шестерни k, l, m, n, муфту 3, шестерни 4, 5, 2, 8, 10 к шестерне 1, установленной на приводной втулке. При включении муфты 6 движение передается через сменные шестерни k, l, муфту 6, шестерни 2 к шестерне 1.

В первом случае происходит нарезание правой резьбы или свинчивание  левой, во втором – нарезание левой  резьбы или свинчивание правой.

Движение подачи, необходимое  для нарезания резьбы, скользящая державка с инструментальным шпинделем  получает от привода независимой  подачи.

Рисунок 15 – Приводы развертывания и быстрого сверления

При развертывании инструментальный шпиндель с установленной в нем  разверткой вращается в ту сторону, что и рабочий шпиндель, но с  меньшей частотой вращения. За счет разницы в частотах вращения рабочего и инструментального шпинделей  создается необходимая скорость резания.

При быстро сверлении инструментальный шпиндель с установленным в нем  сверлом вращается навстречу  рабочему шпинделю. Шестерни 1, 5

(Рисунок 13, а) привода  развертывания и 1, 5 (Рисунок 13, b) привода быстрого сверления сидят на консольных пальцах 2, 4, установленных в круговой Т-образный паз детали 3, привинченной к передней стенке коробки передач с внутренней стороны.

Сменные шестерни приводов (p – развертывания и s – быстрого сверления) устанавливаются на шлицевых концах приводных втулок внутри коробки передач.

9.Механизмы передачи  и преобразования движений, используемые  в кинематических цепях станка  заданной модели

Для передачи движений в  кинематической цепи станка в основном используются зубчатые колеса и шестерни (постоянные и сменные). Главное движение передается от выходного вала электродвигателя на ведущий шкив, который через  ременную передачу передает вращение на ведомый шкив и далее цилиндрическим зубчатым колесам, которые в свою очередь передают вращение на центральный вал и далее рабочим шпинделям.