Протяжные, строгальные долбежные станки

Горизонтально-протяжные станки

Применяются в массовом производстве (реже в мелкосерийном и единичном) для обработки с высокой точностью внутренних и наружных поверхностей металлических (редко неметаллических) деталей. В протяжных станках рабочим движением является прямолинейное движение каретки, несущей протяжку, либо движение заготовки при неподвижной протяжке.

Протяжные станки делятся на основные типы по следующим признакам:

• назначению — для внутреннего и наружного протягивания;
• степени универсальности — на станки общего назначения и специальные;
• направлению и характеру рабочего движения — на горизонтальные, вертикальные, непрерывного действия с прямолинейным конвейерным движением, с круговым движением протяжки или заготовки, с комбинацией различных одновременных движений заготовки и протяжки;
• роду автоматизации — на обычные, полуавтоматы, автоматы, встраиваемые в автоматические линии общего типа, автоматические линии протяжных станков для выполнения нескольких операций протягивания на одном изделии;
• количеству кареток или позиций — с одной, двумя или несколькими каретками; однопозиционные (обычные) и многопозиционные (с поворотными столами);
• виду привода станков. Как правило, он гидравлический, однако существуют станки с механическим приводом, а для высокоскоростных протяжных станков применяется усовершенствованный электромеханический привод.

Область применения протягивания в современном машиностроении расширяется Протягивают, например, шлицевые отверстия 320 х 295 х 30 мм в деталях массой до 2 т, но в отдельных случаях масса деталей, подвергаемых протягиванию, достигает 35 т, хотя можно протягивать круглые отверстия диаметром 3 мм и прямоугольные 2 х 3 мм.

Основные параметры протяжных станков — это тяговая сила, развиваемая кареткой и достигающая 1 МН (100 тс), и длина хода каретки (до 6 м). Скорости протягивания в станках общего назначения — 15. . . 40 м/мин, в специальных станках — до 90 м/мин, в станках непрерывного действия — 1,5. . .15 м/мин.

Тенденции развития протяжных станков:

• автоматизация операций установки заготовки и снятия готовой детали со станка;
• автоматизация движений подвода инструмента к заготовке, крепления его в зажимном патроне, возвращения в исходное положение;
• разработка компоновок станков, при которой тяговая сила соосна силе протягивания, что обеспечивает существенное снижение сил трения в направляющих каретки и повышение точности обработки

Созданы три типа автоматов:

• с непрерывно перемещающимися изделиями;
• с непрерывно перемещающимся инструментом;
• с многопозиционными поворотными столами.

Горизонтально-протяжные станки, являясь самыми высокопроизводительными (кроме штампов), по своей конструкции одни из простейших. Общий вид такого станка модели 7А545 минского УП «Станкостроительный завод им. С. М. Кирова» представлен на рис. 12.

Движение резания — поступательное движение штока гидроцилиндра с протяжкой. Движение подачи в станке отсутствует. Оно реализовано в конструкции режущего инструмента. Вспомогательное движение — быстрое перемещение штока с рабочими салазками и механизмом захвата в исходное положение.

Работает станок в полуавтоматическом режиме. В исходном положении рабочие салазки с патроном находятся в крайнем правом положении, как показано на рис 3 185, с раскрытым рабочим патроном. Протяжка 6 своим задним хвостовиком заведена во вспомогательный патрон 8, а передний поддерживается вспомогательным люнетом 7. Заготовка или надевается на протяжку, или устанавливается в приспособлении, закрепленном на планшайбе 4.

После включения цикла протяжка вместе со вспомогательными люнетом и патроном и вспомогательными салазками с помощью вспомогательного гидроцилиндра, не показанного на рисунке, подводится влево, проходит через отверстие в планшайбе до вхождения хвостовика в рабочий патрон.

В работу вступает рабочий гидроцилиндр, перемещая влево рабочие салазки В начале их движения протяжка неподвижна, а перемещаются только рабочие салазки и патрон. При этом патрон сходит с упора и пружина поворачивает в патроне кулачки, которые захватывают хвостовик протяжки.

Рис. 12. Горизонтально-протяжной станок модели 7А545: 1 — рабочий гидроцилиндр; 2 — короба электропроводки; 3 — электрошкаф; 4 — планшайба; 5 — электротельфер; 6 — протяжка; 7 — вспомогательный люнет; 8 — вспомогательный патрон; 9 — вспомогательные салазки; 10 — механизм фиксации и расфиксирования; 11 — приставная станина; 12 — пульт управления; 13 — станина

В это время ролик вспомогательного люнета утапливается, вспомогательный патрон, дойдя до упора влево, открывается, освобождая инструмент, а рабочий люнет с помощью копира и реечной передачи подводится под протяжку и поддерживает ее после выхода из заготовки после окончания протягивания.

Когда рабочий ход заканчивается, срабатывают конечные выключатели командоаппарата и движения совершаются в обратном порядке до исходного положения. В зависимости от выполняемых действий скорость перемещений меняется. Для резания рекомендуется скорость 1. . . 7 м/мин, а для обратного хода — до 25 м/мин.

Станина 13, представляющая сварную конструкцию, служит для монтажа узлов станка В задней части станины закреплен рабочий цилиндр 1. Внутри станины закреплены направляющие 7 и 9 (рис. 13). На передней стенке станины закреплен механизм настройки хода, зубчатое колесо 6 которого находится в зацеплении с рейкой 4, жестко соединенной с помощью кронштейна с рабочими салазками 2, перемещающимися по направляющим 7 и 9.

Рис. 13. Станина основная горизонтально-протяжного станка модели 7А545: 1 — командоаппарат; 2 — рабочие салазки; 3 — рабочий люнет; 4 — рейка передачи на командоаппарат; 5 — кронштейн рейки; 6 — зубчатое колесо привода командоаппарата; 7, 9 — направляющие рабочих салазок; 8 — механизм захвата

Салазки (рис. 14) служат для перемещения рабочего патрона 7 на длину до 2170 мм. Корпус салазок чугунный, а направляющие планки 8 — бронзовые. Тяговое усилие через них не передается — они только поддерживают передний конец штока рабочего цилиндра 1. Внутри корпуса рабочих салазок установлена разрезная втулка 2, соединяющая шток рабочего цилиндра 1 с гайкой 3, в которую ввернут хвостовик рабочего патрона 7.

Рис. 14. Рабочие салазки горизонтально-протяжного станка модели 7А545: 1 — шток гидроцилиндра; 2 — разрезная втулка; 3 — гайка; 4 — механизм захвата; 5 — втулка; 6 — клин; 7 — рабочий патрон; 8 — направляющие планки; 9 — прижимы

Поскольку направляющие бронзовые планки привернуты к корпусу салазок, то с помощью подкладок можно компенсировать их износ.

Основной люнет выполнен подвижным и служит для поддержки протяжки в тот момент, когда задний хвостовик выходит из вспомогательного патрона. Люнет перемещается от рабочих салазок с помощью механизма захвата. Вес протяжки воспринимается поддерживающим роликом, положение которого можно отрегулировать в зависимости от толщины протяжки (от 50 до 200 мм).

Рабочий патрон (рис. 15) захватывает протяжку 4 за передний хвостовик и передает ей усилие от рабочего гидроцилиндра Состоит из корпуса 1 и двух несущих валиков 3, которые в рабочем положении обеспечивают передачу тягового усилия, а в раскрытом положении освобождают хвостовик инструмента. Раскрытие патрона происходит от регулируемого упора, установленного на лобовой плите станины.

Рис. 15. Рабочий патрон горизонтально-протяжного станка 7А545

Поворот кулачков 3 в рабочее положение происходит от пружины сжатия, установленной в корпусе патрона. Предотвращение ударов переднего хвостовика протяжки 4 при ее подводе обеспечивается упругим буфером 2.

В случае обработки шпоночных пазов рабочий патрон заменяется специальным шпоночным патроном.

Рабочий гидроцилиндр (рис. 16) работает по тянущей схеме и развивает усилие до 630 кН. Масло под давлением 11. . .12 МПа подается регулируемым аксиально-поршневым насосом объемом до 400 л/мин. Мощность главного электродвигателя 45 кВт. В цилиндре предусмотрено гидравлическое торможение для исключения ударов поршня 3 в крышки 1 и 8 цилиндра в крайних положениях.

Рис. 16. Рабочий цилиндр горизонтально-протяжного станка модели 7А545: 1 — крышка левая; 2 — кольцо; 3 — поршень; 4 — регулируемый дроссель; 5 — буферная втулка; 6 — шток; 7 — обратный клапан; 8 — крышка правая

При подходе поршня 3 к крышке 1 часть масла запирается между крышкой и поршнем концом штока, а при подходе поршня к крышке 8 — буферной втулкой 5. В левом крайнем положении масло из-под поршня вытекает в бак через постепенно уменьшающийся кольцевой зазор, образованный фаской на штоке 6 и кольцом 2, а при подходе поршня вправо к передней крышке 8 — через регулируемый дроссель 4.

Для исключения гидроудара при движении поршня от крышки 8 цилиндра, когда буферная втулка 5 еще не вышла из крышки, масло поступает через обратный клапан 7, встроенный в крышку 8. С той же целью в задней крышке 1 встроено плавающее кольцо 2, которое отходит от крышки, создавая щель для поступления масла Механизм настройки хода (см. рис.

13, позиция 1) станка предназначен для задания длины хода рабочих салазок, включения замедленного и рабочего хода салазок, а также остановок в крайних положениях С помощью рейки 4, закрепленной на салазках, поворачивается зубчатое колесо 6, приводящее в движение лепестки бесконтактных выключателей командоаппарата В механизме имеется фотоэлектрический датчик, определяющий скорость поступления импульсов при повороте колеса 6 при прохождении салазками 700 мм. Сравнивая ее с эталонными данными, определяют скорость резания, чтобы поддерживать ее в заданных пределах.

Станок оснащен пультом диагностики для оперативного поиска неисправностей в системе управления. Система диагностики включает средства отображения состояния станка и причин отказа, сигнализирует о включении конечных выключателей, электромагнитов, электроконтактного манометра настройки аксиально-поршневого насоса.

Устройство вспомогательных салазок, люнета, патрона и цилиндра, установленных на приставной станине, подобно устройству рабочих механизмов, но из-за того, что они несут меньшие нагрузки, они имеют более простую конструкцию.

Техника и технология выполнения работ на строгальных и долбежных станках

Одним из основных путей повышения производительности строгальных работ является усовершенствование технологии путем выбора рационального метода обработки, т.е. принятого плана построения операций: количества одновременно обрабатываемых деталей и действующих инструментов, количества и последовательности установок и порядка отдельных переходов.

Наиболее эффективными методами являются: множественная, многорезцовая, групповая, позиционная, многостаночная обработка, рациональное распределение припуска на обработку на черновые и чистовые проходы и рациональная последовательность переходов.

Выбор припуска на обработку. Правильный выбор припусков имеет очень важное значение. Прежде всего материал, снимаемый при обработке, обычно оказывается потерянным, так как стоимость стружки почти всегда ничтожна по сравнению со стоимостью нового материала.

Вместе с тем чрезмерно малые припуски также нежелательны, так как они требуют повышения точности, а следовательно, и стоимости работы заготовительных цехов, затрудняют разметку и выверку деталей на станках и в конечном счете увеличивают вероятный процент брака.

При назначении припусков на обработку пользуются специальными таблицами (нормативами).

Одновременное строгание нескольких деталей. Строгание не одной, а нескольких деталей одновременно, так называемая множественная обработка, обеспечивает сокращение затрат основного (машинного) и вспомогательного времени.

Различают две разновидности множественной обработки: одновременное строгание нескольких одинаковых деталей или нескольких разных деталей.

При множественной обработке одинаковых деталей небольших размеров на столе строгального станка обычно устанавливают несколько деталей в один или несколько рядов, чтобы максимально использовалась площадь стола. В особенности это относится к продольно-строгальным станкам, на которых множественная обработка часто сочетается с методом строгания не одним, а двумя или большим числом резцов.

Применение метода множественной обработки при строгании дает существенные преимущества по сравнению со строганием деталей по одной штуке:

О потери времени на изменение направления движения стола или ползуна (реверсирование) примерно одинаковы как для длинного хода, когда установлено много деталей, так и для короткого, но отнесенные к одной детали они значительно меньше при строгании одновременно нескольких деталей;

О уменьшаются перебеги стола или ползуна в конце рабочего и холостого ходов, отнесенные к одной детали;

О уменьшается время, затрачиваемое на установку и снятие деталей;

О установка резцов и упоров, ограничивающих движение стола, делается один раз для всей партии деталей;

О уменьшается время на установку резца на размер и замеры, а также обеспечивается постоянство размеров деталей, установленных в одном продольном ряду.

Для увеличения числа деталей, одновременно обрабатываемых на поперечно-строгальных станках, часто приходится прибегать к применению специальных приспособлений (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Приспособление типа тисков для одновременного строгания нескольких брусьев

Множественная обработка разных деталей. При работе на продольно-строгальных станках случается и так, что одновременная обработка нескольких одинаковых деталей либо вообще невозможна, либо даже при одновременной установке нескольких деталей площадь стола остается недостаточно использованной.

При множественной обработке разных деталей следует так подбирать детали или их группы, чтобы машинное время строгания одной группы незначительно отличалось от машинного времени обработки другой.

На рис. 9.10 приведены два примера одновременного строгания разных деталей: станины и суппорта (рис. 9.10, а) и корпуса и вала (рис. 9.10, б).

Рис. 9.10. Одновременное строгание двух различных деталей на продольно-строгальных станках

В ряде случаев строгальщики прибегают к комбинированному методу — одновременно обрабатывают две партии одинаковых деталей: детали одной партии строгают в одном положении, а другой — в ином. Например, одновременно обрабатывают опорную площадку и противоположную ей сторону. При таком плане операции сокращается общий цикл обработки детали.

Многорезцовое строгание позволяет значительно уменьшить основное (машинное) время по сравнению со строганием одним резцом, при этом чем больше одновременно работающих резцов, тем, как правило, выше производительность труда. Преимуществом использования многорезцовых наладок на строгальных станках является уменьшение случаев обламывания кромок детали при выходе инструмента, так как при многорезцовой обработке величина усилия резания на выходе инструмента изменяется менее резко, чем при строгании одним резцом.

Многорезцовая обработка осуществляется как за счет установки нескольких резцов в одном суппорте, так и путем одновременного использования нескольких суппортов, в каждом из которых может быть установлено несколько резцов.

Выбор рациональной последовательности переходов при обработке поверхностей деталей является одним из непременных условий высокопроизводительной работы. Принятая последовательность переходов должна обеспечивать точность обработки детали при наименьших затратах основного и главным образом вспомогательного времени.

При строгании больших плоскостей холостое (возвратное) ручное перемещение стола поперечно-строгального станка или каретки суппорта на поперечине продольно-строгального станка занимает много времени. Механическое ускоренное их перемещение в некоторых конструкциях строгальных станков также не приводит к большому сокращению вспомогательного времени.

Чтобы решить эту задачу, применяют правые и левые проходные резцы, а также резцы чашечного типа (круглые) и двухлезвийные.

Затраты времени на изменение направления подачи на продольно-строгальных станках составляют 0,06—0,13 мин, в то время как при ручном холостом перемещении каретки суппорта на длину 500—600 мм они равны 0,32—0,5 мин.

При обработке правым и левым резцами после одного прохода правый резец заменяется левым для строгания с подачей в противоположном первому проходу направлении. Для сокращения затрат времени на смену инструментов в этом случае целесообразно применять оправки со сменными резцами.

В ряде случаев строгание успешно осуществляется методом цикличности переходов. Примером использования этого метода может служить процесс множественной обработки двух скосов на заготовках для резцовых державок (рис. 9.11). После обработки скоса 1 у партии деталей суппорт устанавливают под углом 12° для строгания поверхности 2, а следующую партию деталей обрабатывают в обратном порядке: сначала строгают у всех деталей поверхность 2, а затем устанавливают суппорт под углом 45° и строгают поверхность 1.

Рис. 9.11. Схема строгания скосов на заготовках для резцовых державок

Строгание открытых горизонтальных плоскостей крупных размеров обычно производят двумя суппортами, при этом широкие плоскости целесообразно обрабатывать в такой последовательности: резцом 1 (рис. 9.12, а) начинают строгание с одного края детали, а резцом 2 в это время на расстоянии одной четверти ширины детали от другого ее края врезаются и строгают с противоположным направлением подачи.

После того как резец 2 дойдет до середины обрабатываемой поверхности, а резец 1 займет положение, показанное на рис. 9.12, б, суппорт с резцом 2 перемещают в крайнее положение и проходят участки, оставшиеся необработанными. Неровности в местах стыка

Рис. 9.12. Схема строгания широкой плоскости

поверхностей, обработанных разными резцами, устраняют при чистовой обработке.

Строгание закрытых (не имеющих свободного выхода резца) горизонтальных плоскостей обычно производится в такой последовательности: сначала прострагивают вертикальные поверхности 1 и 2 с вертикальной подачей (рис. 9.13, а), а затем

Рис. 9.13. Схемы строгания закрытых горизонтальных плоскостей

суппорты переключают на горизонтальную подачу и обрабатывают поверхности 3 и 4 (рис. 9.13, б).

Строгание уступов и наклонных поверхностей. При необходимости обработать сопряженные вертикальную и горизон-

Рис. 9.14. Схемы, строгания уступов

тальную поверхности со значительным по величине участком вертикальной поверхности вначале проходным резцом при горизонтальной подаче строгают поверхность 1 (рис. 9.14, а), а затем подрезным резцом в два прохода обрабатывают поверхность 2 (рис. 9.14, б).

Строгание наклонных поверхностей осуществляют проходными (обдирка) и подрезными резцами. Наиболее целесообразным является следующий порядок работы (рис. 9.15): черновая обработка поверхности 7, затем тем же проходным резцом черновое строгание поверхности 2, после этого про- страгивание места стыка наклонной и горизонтальной плоскостей подрезным резцом, чистовая обработка поверхности 2 и тем же резцом чистовое строгание наклонной поверхности 7.

Рис. 9.15. Схемы строгания сопряженных горизонтальной и наклонной плоскостей

Строгание пазов. Пазы обрабатывают при вертикальной подаче резца. Прямоугольные пазы строгают прорезным резцом. При обработке пазов крупных размеров в целом металле вначале прорезают узкий паз, оставляя небольшой припуск по его дну, а затем мерным резцом прорезают и зачищают дно паза.

Последовательность строгания паза типа «ласточкин хвост» показана цифрами на рис. 9.16, а. Вначале прорезным резцом обрабатывают прямоугольный паз на полную глубину, а затем правым и левым подрезными резцами последовательно прорезают обе наклонные стороны паза; поворотная часть суппорта при этом устанавливается на угол, соответствующий углу наклона стенки паза.

Строгание Т-образных пазов производится в последовательности, указанной цифрами на рис. 9.16, б. Вначале прорезным резцом обрабатывают прямоугольный паз, во втором и третьем переходах специальными резцами прорезают правый и левый боковые пазы, в четвертом — двухлезвийным резцом прострагивают фаски и, наконец, в пятом переходе круглым резцом паз калибруют. Этот последний переход осуществляют при обработке относительно точных пазов в ответственных деталях.

Рис. 9.16. Схемы строгания пазов

Обработка поверхностей со сложным очертанием контура. В машиностроении встречаются детали, контур которых очерчен вертикальными, горизонтальными и наклонными поверхностями, а также криволинейными участками. При необходимости обработки таких поверхностей на строгальных станках обычно прибегают к использованию специальных шаблонов либо же копировальных устройств.

Рис. 9.17. Строгание заготовки со сложным очертанием контура по шаблону

На рис. 9.17 показана установка детали Б на столе поперечно-строгального станка для обработки сложного контура. Обычно предварительное строгание ведут по разметке, а при окончательной обработке (припуск около 0,5 мм) на конце стола станка закрепляют стальной закаленный установочный шаблон Л, профиль которого точно соответствует профилю обрабатываемой детали.

При строгании деталей по более сложному криволинейному контуру используют копир.

Обработка поверхностей на долбежных станках. Характерными работами, выполняемыми на долбежных станках, являются: долбление вертикальных и наклонных плоскостей, различных пазов и выемок, шпоночных канавок; долбление поверхностей сложного контура и криволинейных, разрезание заготовок.

Долбление вертикальных и наклонных плоскостей осуществляют проходными резцами, при этом для предварительных

(черновых) проходов применяют закругленные резцы с большим радиусом при вершине.

При долблении плоскостей, расположенных под прямым углом, заготовку устанавливают на столе станка на подкладках, обеспечивающих перебег резца так, чтобы можно было вести обработку с продольной и поперечной подачами.

Обычно заготовку предварительно размечают. Правильность установки заготовки 1 на станке проверяют с помощью чертилки 3, зажатой в резцедержателе долбяка 4 (рис. 9.18). При перемещении стола в направлении продольной подачи (по стрелке А) острие чертилки должно совпадать с риской 2, в противном случае на всем протяжении риски легкими ударами свинцового или латунного молотка подправляют положение заготовки.

Рис. 9.18. Проверка правильности расположения заготовки на столе долбежного станка

Для долбления наклонных плоскостей поворачивают на требуемый угол а направляющие долбяка (рис. 9.19, а и б) либо же обрабатываемую заготовку устанавливают на наклонную подставку (рис. 9.19, в) — треугольную призму или цилиндрический валик.

Долбление поверхностей сложного контура и криволинейных. Для получения поверхностей сложного контура заготовки устанавливают на столе так, чтобы прямые линии контура совпадали с направлениями продольной или поперечной подачи, а радиусные переходы между поверхностями — с вершиной резца при вращении стола. В таких случаях к точности установки детали предъявляются высокие требования.

Рис. 9.19. Схемы настройки станка при долблении наклонных плоскостей

При долблении сложных контурных поверхностей применяют резцы с закругленной вершиной, а также прорезные резцы для подрезки переходов в углах контура. Иногда приходится использовать и специальные фасонные резцы. По толщине резцы должны быть подобраны с таким расчетом, чтобы они проходили в имеющееся в заготовке отверстие.

Разрезание заготовок. Иногда возникает необходимость отрезать от заготовки излишки материала или даже разрезать ее на части. Эта операция выполняется прорезными резцами обычно при ручной подаче стола.

Заготовка должна быть установлена на чистом столе станка как можно точнее в направлении подачи. Под заготовку помещают две стальные подкладки одинаковой толщины и закрепляют ее, не очень сильно затягивая болты прихватов. После

этого производят проверку положения заготовки. В долбяк зажимают изогнутым концом в направлении к заготовке стальную чертилку и острие ее путем перемещений стола в продольном и поперечном направлениях подводят к одному из концов заготовки. Затем долбяк немного приподнимают вверх, а стол вручную передвигают так, чтобы чертилка оказалась над другим концом заготовки.

После этого долбяк опускают и наблюдают, насколько хорошо совпадает острие чертилки с концом заготовки. Если совпадения нет, то его добиваются легким постукиванием по заготовке. Затем, приподняв долбяк, стол возвращают в начальное положение и вновь смотрят, хорошо ли совпадает чертилка с концом заготовки. Так делают до тех пор, пока не будет полного совпадения чертилки с обоими концами заготовки.

Долбление шпоночных канавок — одна из самых распространенных операций. Основная трудность ее связана с необходимостью точной установки резца по оси отверстия детали. Эта задача обычно решается с помощью самоцентрирующих патронов и специальных центрирующих приспособлений.

При долблении шпоночных канавок в шестернях и ступицах заготовки устанавливают на точные подкладки, обеспечивающие перпендикулярность оси отверстия к плоскости стола. Во избежание деформаций желательно подкладывать под ступицу и обод заготовки подкладки. В качестве подкладок под ступицу применяют кольца с пазами, обеспечивающими свободный выход резца в конце рабочего хода.

Долбление канавок осуществляется долбежными резцами для шпоночных канавок.