Обработка на одношпиндельных токарно-многорезцовых полуавтоматах

Токарные многорезцовые и многорезцовые копировальные полуавтоматы обычно выполняют одноишиндельными с горизонтальной компоновкой; однако в типаже многорезцовых копировальных станков имеются верти' кальные одно- и двухшпиндельпые, а также одно- и двухшпиндельные фронтальные полуавтоматы.

На токарных многорезцовых копировальных полуавтоматах возможна обработка цилиндрических, фасонных, конических и торцовых поверхностей деталей. Станки серийного выпуска позволяют обрабатывать заготовки диаметром до 500 мм, длиной до 1500 мм. Обработку длинных деталей проводят в центрах, за исключением вертикальных и фронтальных станков. При установке в патроне - диаметром до 600 мм. Используют штучные заготовки, получаемые ковкой, штамповкой литьем и другими способами. Режущий инструмент применяют тот же что и для токарной обработки

На многорезцовых полуавтоматах используют большое число одно временно работающих резцов, которые движутся по одинаковым траекториям. Эти резцы устанавливают на продольном и поперечном суппортах (рис 11.1) Многорезцовые полуавтоматы имеют полуавтоматический цикл работы Установка и зажим заготовки (в патроне или в центрах) и съем готовой детали осуществляются вручную, подвод суппортов с резцами обработка заготовки, возврат суппортов в исходное положение и остановка полуавтомата автоматически

На копировальных полуавтоматах (рис 11.2) профиль заготовки обрабатывают одним резцом копировального суппорта с управлением его работы по копиру Проточку канавок проводят чаше всего канавочными резцами с поперечного суппорта Обработка заготовок на копировальных полуавтоматах методом копирования позволяет быстро менять траекторию движения копировального суппорта при переходе на обработку другой заготовки и переналадке копировальных полуавтоматов Обработка основного профиля заготовки только одним резцом значительно упрощает наладку и подналадку режущих инструментов по сравнению с многорезцовыми полуавтоматами, а использование меньшего числа инструментов позволяет применять повышенные режимы резания.

Рисунок 11.1 – Схема обработки на одношпиндельном многорезцовом поруавтомате

Особенности обработки на токарных полуавтоматах

1. На одношпиндельных горизонтальных токарных полуавтоматах обычно получают детали, точность размеров которых соответствует 11–13 му квалитету При правильных наладке и подборе оснастки точность размеров может быть повышена до 7 – 9-го квалитета

2. При проектировании наладок необходимо стремиться к тому, чтобы инструменты установленные на продольных и поперечных суппортах, работали одновременно В этом случае силы резания от одних резцов уравновешиваются силами резания от других резцов

3 Число резцов в наладке определяется жесткостью системы СПИД полуавтомата и точностью обработки детали

4 Многорезцовую обработку заготовки разделяют между режущими инструментами так чтобы суммарная нагрузка полуавтомата в течение всей обработки была по возможности постоянной

5 Черновую обработку длинных гладких поверхностей рекомендуется проводить с использованием многорезцовых наладок, а чистовую одним резцом

6. При чистовом обтачивании на многорезцовых полуавтоматах ступенчатых детален необходимо каждую ступень обрабатывать одним резцом

7. Для обработки ступенчатых деталей с точностью до 7–9-го квалитета обработку следует вести широкими фасонными или бреющими резцами, устанавливаемыми на задних суппортах Ширина обработки не более 90 мм

8. Базовые отверстия заготовок для установки на оправках обрабатывают по 6-му квалитету

9.Ступенчатые детали обтачивают с меньшего диаметра; одновременно снимают фаски и подрезают торцы.

Рисунок 11.2 – Схема обработки на одношпиндельном копировальном поруавтомате

В наладках, оснащенных резцами из быстрорежущей стали, увеличивают число резцов на продольном суппорте, так как это уменьшает длину хода и тем самым сокращает основное время операции. Однако выигрыш во времени обработки из-за увеличения числа резцов обеспечен только до тех пор, пока время работы поперечного суппорта меньше времени работы продольного; иначе говоря, должно быть выдержано соотношение

,

гдеL_пр, L_поп – длина рабочего хода соответственно продольного и поперечного суппортов; S_пр и S_поп - допустимая подача соответственно продольного и поперечного суппортов.

Параметры v и s определяют для каждого перехода в соответствии с нормативами За расчетные принимают наименьшие полученные значения v и s, скорректированные по паспорту полуавтомата Рассчитывают частоту вращения шпинделя полуавтомата и принимают ближайшее меньшее значение n_щп.

Увеличивая число одновременно работающих резцов, необходимо учитывать жесткость станка, детали и крепления ее на станке.

Число резцов в наладке не должно быть чрезмерным также и потому, что увеличивающиеся при этом вибрации станка и увеличение сил резания приводят к повышенному износу инструмента и более частому регулированию и смене его. В результате достигнутое сокращение основного времени может быть сведено на нет увеличением времени на подналадку и наладку станка. Кроме того, при большом числе резцов в наладке усложняется конструкция державок и затрудняется обслуживание

При проектировании наладок с инструментами, оснащенными твердосплавными пластинками, не следует значительно увеличивать число резцов, так как большинство многорезцовых полуавтоматов не обладает большой жесткостью и при работе на высоких скоростях резания возникают интенсивные вибрации. вызывающие выкрашивание твердосплавных резцов, особенно в момент врезания Часто мощность многорезцовых полуавтоматов оказывается недостаточной для работы на высоких скоростях резания, что также требует сокращения числа одновременно работающих резцов в наладках. С целью более полного использования многорезцовых полуавтоматов при работе на скоростных режимах резания выгодно вместо многоинструментных применять наладки с одним или двумя резцами, работающими по копиру При этом достигается повышение производительности на 25 % в результате увеличения скорости резания и подачи, а также сокращения времени на наладку и подналадку станка, кроме того сокращается расход инструмента

В некоторых случаях при работе на высоких режимах резания копировальные и фронтальные полуавтоматы целесообразно использовать вместо вертикальных многошпиндельных токарных полуавтоматов непрерывного и последовательного действия без снижения производительности Простота наладки этих станков позволяет применять их в серийном производстве

Важным фактором повышения производительности является применение быстросменных наладок – блоков, настраиваемых вне станка Одновременное выполнение переходов предварительной и чистовой обработки на многорезцовых полуавтоматах допустимо в случаях если такое совмещение не снижает точности и не увеличивает параметров шероховатости поверхности Применять многорезцовые наладки при чистовом обтачивании длинных падких деталей не рекомендуется

Из-за погрешностей наладки нескольких резцов на один размер и неравномерности отжатия резцов во время работы обрабатываемая поверхность получается ступенчатой. Поэтому предварительную обработку гладких поверхностей выполняют несколькими резцами, а окончательную одним резцом

При чистовом обтачивании на многорезцовых полуавтоматах ступенчатых деталей необходимо каждую ступень обрабатывать одним резцом, можно также применять сдвоенные суппорты, допускающие индивидуальное регулирование каждого резца на размер

Обработку многоступенчатых деталей рекомендуется выполнять при смешанных наладках: поверхности большого диаметра обрабатывать инструментами, армированными твердым сплавом, а малых диаметров – инструментами из быстрорежущей стали

Для получения более высокой точности (6-9-го квалитета) при обработке ступенчатых деталей наладку оснащают широкими фасонными или бреющими резцами, работающими на поперечных суппортах, при этом следует учитывать, что резцы, оснащенные твердым сплавом, работают на врезание значительно хуже резцов из быстрорежущей стали Во избежание поломок твердосплавного инструмента следует предусматривать последовательную работу продольного и поперечного суппортов

При обработке бреющим резцом (рис 11.3) необходимый профиль детали получается благодаря касательному перемещению резца (расстояние I). Наладку на размер проводят по наименьшему диаметру, а все остальные размеры получаются с помощью профиля резца

Рисунок 11.3 – Схема работы бреющего резца

Наружные цилиндрические поверхности шириной до 90 мм следует обрабатывать фа сонными резцами, если на это потребуется меньше времени

При обработке фасонными резцами технологическая система должна быть более жесткая достигаемая точность обработки - 8 11 го квалитета При разработке наладок для станков 1А720 1А730 и других у которых длина хода поперечного суппорта связана с ходом продольного суп порта необходимо иметь в виду что получить диаметры с точностью 6–11 го квалитета с помощью фасонных резцов можно лишь в тех случаях если в конце рабочего хода суппорта обеспечивается калибрование за счет не скольких оборотов шпинделя без перемещения суппорта Для повышения точности ступеней детали по длине следует при обработке в жестких центрах строго выдерживать размер входного диаметра центрового гнезда или использовать плавающий передний центр. Базовые отверстия заготовок для установки их на оправках обрабатывают с точностью 6-го квалитета Установка заготовок на оправках с натягом приводит к задирам на поверхности отверстия и отклонениям формы поверхности в процессе обработки, что устраняется дополнительной обработкой

Наиболее высокой точности достигают применением оправок различных конструкции типа оправок с центрирующим разжимным элементом для беззазорного центрирования

Высокая точность достигается путем одно временной обработки отверстия и торца детали. При обработке деталей малой жесткости во избежание их деформации целесообразно Применять зажимные приспособления обеспечивающие большие силы при черновой обработке а перед чистовой обработкой - разжим и зажим детали с минимальной силой

Обработка на горизонтальных многошпиндельных автоматах

На многошпиндаяьных автоматах можно выполнять операции обработки со снятием стружки (черновое а чистовое, обычное и фасонное обтачивание подрезку отрезку снятие фасок протачивание канавок зенкерование сверление обычное и с использованием быстросверлильного приспособления, зенкерование нарезание наружных в внутренних резьб фрезерование шлицев и лысок) и без снятия стружки (накатку рифлений и резьбы клеймение, раскатку отверстий, обкатку цилиндрических и сферических поверхностей)

Детали на многошпиндельных автоматах изготовляют последовательно на четырех шести или восьми позициях в зависимости от числа шпинделей Для обработки применяют большое число разнообразных режущих инструментов устанавливаемых на продольном и поперечных суппортах с индивидуальными приводами подач На продольном суппорте можно устанавливать державки с инструментами с независимыми подачей в частотой вращения Это расширяет технологические возможности многошпиндельных автоматов н позво дяет выбирать оптимальные скорости резания для таких операций хак сверление зенкерование развертывание и нарезание резьбы

Особенности обработки на многошпиндельных станках

1 Продолжительность обработки на всех позициях автомата должна быть одинаковой

2 Частота вращения шпинделей для каждой наладки одинакова я не изменяется в процессе изготовления детали

3 Направление вращения рабочих шпинделей правое (против часо вой стрелки) и не изменяется в процессе обработки

4 Правую резьбу нарезают вращающимся инструментом с отста ванием от вращения прутка а свинчивание - обгоном Нарезднис левой резьбы осуществляют методом обгона Для нарезания наружной резьбы широко применяют самораскрывающиеся резьбонарезные головки, позволяющие исключить операцию свинчивания

5 На первых позициях выполняют черновые операции а на последних – чистовые операции

6 Наиболее длительные операции целесообразно выполнять по следовательно на двух позициях или более

7 При точной обработке поверхностей последний чистовой переход необходимо выполнять одним инструментом

8 Окончательную обработку ступенчатых и фасонных поверхностей

проводят на одной позиции чтобы исключить несовпадение осей различных позиций при повороте шпиндельного блока

9 На горизонтальных многошпиндельных автоматах привод продольного и поперечного суппортов осуществляется от постоянных кулачков

Порядок расчета наладки горизонтальных многошпиндельных автоматов

1 Выбор заготовки.

2 Выбор модели автомата.

3 Разработка технологического процесса (схемы) обработки деталеи

В зависимости от сложности изготовления деталей на многошпиндельных автоматах можно применять несколько вариантов обработки Последовательную обработку с одинаковой индексацией (рис 11.4) используют в том случае если деталь имеет сложную конфигурацию все операции равномерно распределяют по всем позициям

Рисунок 11.4 - Последовательная обработка с одинаковой индексацией	Рисунок 11.5 - Последовательно-параллельная обработка с одинарной индексацией	Рисунок 11.6 - Последовательно параллельная обработка с двойной индексацией

Последовательно-параллельную обработку с одинарной индексацией (рис 11.5) двух одинаковых или разных деталей проводят параллельно на одной половине позиций обрабатывают одну заготовку, на другой половине другую

При последовательно параллельной обработке с двойной индексацией (рас 11.6) изготовление двух разных и одинаковых деталей проводят также параллельно но шпиндельный блок поворачивают одновременно на две позиции

4 Определение длины l хода инструментов Ход продольного суппорта определяют по наибольшему пути одного из его инструментов, а для инструментов длина обработки определяется при установке их на суппорте

5 Выбор режимов резания (v и s) и определение частоты вращения шпинделя n_шп.

Скорости резания v определяют для всех переходов по таблицам режимов резания затем по формуле n_шп = 1000v/(pd) подсчитывают число оборотов шпинделя для каждого перехода Из всех. полученных значений выбирают минимальное корректируют его с учетом паспортных данных и считают расчетным n_шп для всех шпинделей

Для операций, выполняемых при использовании приспособлении с индивидуальным приводом, определяют коэффициенты приведения К Например, для резьбонарезного приспособления, частота вращения n_ир которого меньше, чем основного шпинделя нарезание резьбы с отставанием),

К=n_ир/n_шп.

Подачу для продольного суппорта выбирают по лимитирующему переходу. Она является общей для всех инструментов продольного суппорта, кроме тех которые имеют индивидуальные приводы подач Для инструментов поперечных суппортов подачу выбирают отдельно для каждого суппорта

6 Определение числа оборотов шпинделя п = l/s Из полученных значений n выбирают наибольшее которое корректируют с учетом паспортных данных, т е принимают ближайшее n при установленном n_шп. Так как у автомата постоянный кулачек, на котором для выполнения рабочих ходов отводится постоянное число градусов, выбранному n с учетом выстоя соответствует угол рабочих ходов a¢, без учета выстоя a. Отсюда можно определить число оборотов, приходящихся на наибольший переход без выстоя

s¢=l/n¢.

Наладка восьмишпиндельного автомата (рис 11.7) для обработки поршня тормозной пневмосистемы из латуни обеспечивает точность поверхностей с допуском 0043— 0,065 мм и параметр шероховатости Rа= 1,25 мкм Обработка наружных поверхностей осуществпяется в основном твердосплавным инструментом на скоростях резания до 145 м/мии В наладке предусмотрено использование специальных приспособлений для фрезерования лысок (позиция VII), нарезания резьбы гребенкой (позиция VI), обтачивания фасонным бреющим твердосплавным резцом с поддержкой роликом (позиция V) Внутренние поверхности обрабатываются ступенчатыми сверлами и развертками из быстрорежущей стали (позиции IV), а поверхности диаметром 24 мм и более — твердосплавным ступенчатым зенкером На позиции VI с помощью специального приспособления проводится глубокое сверление отверстия диаметром Æ8^+0,2мм На позиции VIII деталь перехватывается специальным цанговым зажимом, после чего отрезается без заусенцев на торце

Рисунок 11.7 - Наладка восьмишпиндельного автомата для обработки поршня

На рис 11.7 показана наладка шестишпиндельного автомата для обработки пальца синхронизатора. Для обеспечения точности обработки на позиции IV применены бреющий фасонный резец и поддерживающий ролик На позиции VI дополнительно установлены специальный цанговый зажимной патрон и приспособление для обработки с обратной стороны после отрезки детали (позиции V1а)

Рисунок 11.8 - Наладка шестишпиндельного автомата для обработки пальца синхронизатора

Наладка шестишпиндельного автомата для обработки специальной гайки (рис 11.9) предусматривает применение приспособлений для фрезерования шлица на позиции III, для фрезерования внутренней канавки на позиции IV и нарезания резьбы на позиции V

Рисунок 11.9 – Наладка шестишпиндельного автомата для обработки специальной гайки