Строгальные станки

Характерной особенностью строгальных станков является возвратно-поступательное (главное) движение резания и прерывистое движение подачи инструмента в направлении, перпендикулярном движению резания. Обратный ход в станках вспомогательный, что приводит к меньшей производительности по сравнению с фрезерными или протяжными станками. Строгальные и долбежные станки в основном используются в единичном и серийном производстве для обработки корпусных и других деталей, а также в инструментальных и ремонтных цехах. Строгальные станки используют при обработке длинных узких поверхностей, сквозных. Прямых канавок и пазов. Преимуществом строгальных станков (по сравнению с фрезерными или протяжными станками) является применение более простого в изготовлении и заточке инструмента (резцов), что снижает его стоимость.

В зависимости от характера работы и компоновки различают следующие строгальные станки:

- поперечно-строгальные,

- продольно-строгальные (одно- и двухстоечные);

- и долбежные.

В поперечно-строгальных станках движение резания - горизонтальное, совершаемое резцом, закрепленным на ползуне; заготовке, установленной на столе, сообщается движение подачи. В продольно-строгальных станках наоборот: движение резания выполняет заготовка со столом, движение подачи- резец с суппортом. В долбежных станках движение резания вертикальное, совершается резцом с суппортом, движение подачи осуществляет заготовка со столом.

Продольно-строгальные станки предназначены для обработки плоских поверхностей заготовок крупных корпусных деталей, а также нескольких заготовок, установленных на столе резцами с разных суппортов. Различают одно- и двухстоечные компоновки станков, из которых двухстоечные имеют повышенную жесткость.

Схемы основных видов работ, выполняемых на строгальных и долбежных станках, показаны на рис.278.

Поперечно-строгальный станок 7М36 (рис.279, а) - с гидравлическим приводом движений ползуна с резцом и подачи стола, а также ускоренным его перемещением от электродвигателя. Выпускают станки, в которых движение ползуна происходит от электродвигателя через коробку скоростей и кулисный механизм, а движение подачи стола - через зубчатые колеса и храповой механизм.

Станок состоит из основания 3 со станиной 16, на верхних направляющих которой установлен ползун 13 с суппортом 8, а на нижних вертикальных- траверса 1. На горизонтальных направляющих траверсы смонтирован стол 2. Для обеспечения большей его жесткости гайками 5 закрепляют стойку 4 в таком положении, чтобы она скользила по основанию 3, поддерживая переднюю выступающую часть стола. В станине размещена коробка подач 15, гидравлический цилиндр 20 (рис.279, б) ползуна, гидростанция с насосом, работающим от электродвигателя 14 (рис.289, а). В станке горизонтальное и вертикальное движения подачи стола 2 и вертикальное или наклонное движение подачи салазок 10 суппорта производятся прерывисто в момент переключения главного движения ползуна 13 с обратного хода на рабочий посредством храповых механизмов. В станке предусмотрено устройство для небольшого поворота (от электромагнита) резцедержателя 6 при обратном ходе ползуна с тем, чтобы резец 7 не касался обработанной поверхности детали. Ручная подача салазок суппорта осуществляется от маховика 9.

Рассмотрим кинематическую схему станка (рис.279).

Кинематическая цепь подачи стола. При переключении движения ползуна 13 с обратного на рабочий ход масло от насоса поступает в поршневую полость гидроцилиндра 26 (рис.279, в), в результате чего поршень и шток 27 с зубчатой рейкой m =2 мм перемещаются вверх до упора в торец колеса 22 с винтовым зубом. Рейка поворачивает зубчатое колесо z =24, диск 25 с собачкой 24, храповое колесо z=64 и вал 1. Подача зависит от хода рейки и регулируется перемещением колеса 22 с винтовым зубом по винту 21 при вращении маховичка 23. В зависимости от хода рейки храповое колесо z =64 может поворачиваться на К зубьев.

Уравнения кинематических цепей движения подачи:

поперечного движения подачи стола в прямом направлении, мм/дв.ход:

для вертикального движения подачи траверсы вверх, мм/дв.ход:

для вертикального движения подачи траверсы вниз, мм/дв.ход:

где S_2x—подача на двойной ход;

Уравнение кинематической цепи ускоренных движений стола и траверсы со столом, м/мин:

для поперечного движения подачи стола в обратном направлении, м/мин:

где v_sn.-скорость ускоренного поперечного движения подачи; u_SB.y- скорость ускоренного вертикального движения подачи.

При передаче движения левое храповое колесо z=64 с собачками выполняет роль муфты. В кинематических цепях ускоренных перемещений стола и траверсы в обратном направлении участвует широкое зубчатое колесо z =40, которое установлено свободно на валу II и выполняет роль паразитного колеса.

Кинематическая цепь механической подачи салазок суппорта осуществляется механизмом 11, расположенным в коробке 15 под механизмом упора 12. В конце обратного хода ползуна упор поворачивает втулку 18 с двумя собачками 17, 19 (рис.279, г), которые, в свою очередь, поворачивают храповое колесо z =25 и полый вал VII и через включенную муфту вращает пару винтовых колес z=17, вал VIII, пару конических колес z=33 и z =22 и винт с шагом 5 мм, перемещающий салазки 10. Собачки 17, 19 на втулке 18 смещены относительно друг друга на 12,5 зуба храпового колеса z =25, что обеспечивает минимальный поворот храпового колеса на ползуба. Наибольший поворот храпового колеса z =25 от упора 12 составляет 3,5 зуба.

Минимальная подача салазок

S_{2x min} = 1/2 ×1/25 (Мф) 17/17 × 33/22 ×5=0,15 мм/дв.ход;

S_{2x maх} = 3,5 ×1/25 (Мф) 17/17 × 33/22 ×5=1, 05 мм/дв.ход;

Поперечно-строгальный станок 7Е35 предназначен для обработки плоских и фасонных поверхностей на заготовках деталей небольших размеров в условиях единичного или мелкосерийного производства, например, в инструментальных и ремонтных цехах.

Станок состоит из следующих основных узлов (рис.280): по направляющим станины 5 возвратно-поступательное перемещается ползун 4, сообщая резцу главное движение. Заготовка закрепляется на столе 7, она неподвижна во время рабочего хода резца. Периодически (при каждом обратном ходе ползуна) стол может перемещаться в поперечном (горизонтальном) направлении по направляющим поперечины 2 или вместе с поперечиной вертикально по станине. Также периодически можно перемещать в вертикальном направлении суппорт с резцом.

Движение стола, суппорта является движением подачи или движением углубления. Стол и поперечину можно перемещать непрерывно и ускоренно (установочное движение). Внутри станины расположен кулисный механизм, коробка скоростей 6 и коробка подач 7.

Кинематическая схема станка представлена на рис. 281.

Асинхронный электродвигатель М служит для всех механических перемещений узлов станка. Привод главного движения соединяет двигатель с ползуном и содержит коробку скоростей (валы I, II и III) и криво-шатунный механизм КК.

Три двойных передвижных блока зубчатых колес дают восемь ступеней скоростей. Дисковая фрикционная муфта М₁ позволяет соединить шкив Ф 335 и вал I, чтобы остановить движение рабочих органов без выключения двигателя. Тормоз Т1 сблокирован с муфтой М₁ и ускоряет остановку.

Кривошипно-кулисный механизм преобразует вращательное движение зубчатого колеса 102 вместе с пальцем в возвратно- качательное движение кулисы. Верхний конец кулисы связан серьгой с ползуном. Палец соединен с гайкой, который перемещается квадратом Р2 вала I при настройке. Передвижение гайки от оси вала I увеличивает радиус кривошипа, а следовательно, угол качания кулисы и ход ползуна. Место хода (исходное положение) ползуна смещается поворотом винта рукоятки Р1 или Р6.

Уравнение кинематического балансапри максимальной частоте ползуна (по схеме верхний блок на валу 1 - в нейтральном положении, два других блока в нижнем положении)

n_max = 1450 х (140/335) х (42/38) х (58/42) х (18/102) = 150 дв. ход. мин.

Стол станка с заготовкой (движение подачи) получает движение от двухзаходной передачи винт-гайка с шагом р =6 мм, поперечина от однозаходной передачи с таким же шагом. Каждая из передач работает в зависимости от положения зубчатого колеса 30 на валу IX (по схеме включена поперечина). Направление движения стола и поперечины устанавливают муфтой М₃ реверсирующего механизма, муфта М₄ — предохранительная.

В зависимости от включения муфт М₂ вал VII получает движение либо от храпового механизма XI (периодическое движение подачи), либо от зубчатой передачи 16/40 (ускоренное перемещение). Храповой механизм действует от кулачка - эксцентра КI, который жестко связан с кривошипом кулисы. Кулачок КI при каждом двойном ходе ползуна нажимает на рычаг зубчатого сектора 60, который поворачивает колесо 30, а с ним поводок собачки и храповое колесо 96. Рычаг-сектор 60 возвращается пружиной до упора У, связанного с другим зубчатым сектором 57. Рукояткой РЗ через передачу 24/57 меняют положение упора и, следовательно, угол поворота рычага сектора 60, храпового колеса 96, т. е. подачу.

Минимальная подача стола

S_min = (1/96)х (27/27) х (36/25) х (30/30 х 6 х 2) = 0, 2 мм/дв. ход.

Стол (поперечина) ускоренно перемещается, получая движение от вала I через зубчатые колеса 84/36, 36/84 и цепную передачу 15/32. От колеса 84 на валу I получает движение насос Н смазки.

Механическое перемещение суппорта осуществляется при обратном ходе ползуна, когда рычаг храпового механизма X2 поворачивается кулачком К2. Вращение храпового колеса 45 передается через две пары конических колес на винт Р5. Гайка неподвижна, винт и вращается и перемещается так же, как и винт с рукояткой Р1 (винт стола только вращается, винт поперечины - неподвижен).

Система штанги-толкателя ТЛ1, шарнирного параллелограмма П и толкателя ТЛ2 служит для подъема откидной плиты с инструментом И при его вспомогательном ходе. Благодаря тормозу 72 оба толкателя в начале рабочего хода штанги ТЛ1 снова задерживается, резец опускается.

Поперечно-строгальный станок мод.737 (рис.282) предназначен для обработки строганием горизонтальных, вертикальных и наклонных плоских и фасонных линейчатых поверхностей и пазов различного профиля у деталей малых и средних размеров и среднего веса в условиях индивидуального и мелкосерийного производства. Чаще всего поперечно-строгальный станок модели 737 применяется в инструментальных и ремонтных цехах.

Движения в станке. Движение резания — прямолинейное возвратно-поступательное движение ползуна с суппортом и резцом. Движения подач — прерывистое прямолинейное поступательное перемещение стола с обрабатываемой деталью в поперечном и вертикальном направлениях и прерывистое прямолинейное поступательное перемещение, суппорта с резцом в вертикальном направлении. Вспомогательные движения — механизированные быстрые и ручные установочные перемещения стола в поперечном и вертикальном направлениях и ручные перемещения суппорта.

Принцип работы. Обрабатываемую деталь закрепляют на столе станка, который устанавливают в требуемое положение по высоте в зависимости от размера обрабатываемой заготовки.

Резец устанавливают и закрепляют в резцедержателе суппорта. Ползуну с суппортом сообщается возвратно-поступательное движение, причем при ходе его вперед происходит снятие стружки с обрабатываемой детали (рабочий ход); при ходе назад с повышенной скоростью (холостой ход) снятие стружки не производится.

Во избежание повреждения режущей кромки резца и обработанной поверхности резец вместе с откидной доской несколько приподнимается вверх.

Периодическая подача стола с деталью осуществляется в конце холостого хода ползуна. При обработке вертикальных и наклонно расположенных поверхностей, а также при строгании пазов различных профилей подача сообщается не столу, а суппорту, который может быть повернут на соответствующий угол относительно головки ползуна. В этом случае, поворотная доска смещается в сторону для обеспечения отвода резца от обработанной поверхности при обратном холостом ходе ползуна.

Настройка станка, в соответствии с конфигурацией и размерами обрабатываемой детали, производится перемещением стола в поперечном и вертикальном направлениях и перемещением суппорта.

Настройка на требуемую длину хода и место хода ползуна достигается соответствующей установкой упоров, расположенных на ползуне.

Станок модели 737 оснащен гидроприводом для осуществления возвратно-поступательного движения ползуна (движения резания). Стол станка имеет гидромеханическую подачу в горизонтальном и вертикальном направлениях. Вертикальная подача суппорта осуществляется только вручную с отсчетом ее величины по лимбу.

Кинематическая схема станка представлена на рис.283.

Движение резания. Возвратно-поступательное перемещение ползуна производится гидроприводом. Питание гидросистемы осуществляется двумя насосами, имеющими общий вал.

Золотник переключения З₁ позволяет изменять скорость рабочего хода ползуна в пределах от 3 до 37 м/мин. Этот золотник может быть установлен с помощью рукоятки Р в одно из фиксированных положений.

При первом положении золотника переключения З₁ , (показанном на схеме) масло нагнетается в рабочий цилиндр насосом Н₂. Часть масла через пусковой кран К₁ поступает в правые полости золотника управления З₃ и тормозящего золотника З₄, смещая их влево. Основной поток масла через дроссель Д, направляется в реверсивный золотник З₂, через его правую выточку попадает в правую выточку золотника З₄ и идет в правую полость рабочего цилиндра, смещая поршень и связанный с ним ползун влево. Из левой полости цилиндра через левую выточку тормозящего золотника З₄, левую выточку реверсивного золотника З₂ и выточку золотника управления З₃ масло сливается в бак. При подходе ползуна к левому крайнему положению правый переставной упор, укрепленный на ползуне, повернет рычаг Р₁ и сместит золотник управления З₃ вправо; при этом масло из напорной магистрали направится в левую полость реверсивного золотника З₂ и сместит его вправо.

В этом случае масло от насоса З₂ будет направляться через дроссель Д₁ левую выточку реверсивного золотника З₂ и левую выточку тормозящего золотника З₄ в левую полость рабочего цилиндра, смещая поршень с ползуном вправо.

Из правой полости цилиндра через правую выточку тормозящего золотника З₄, правую выточку реверсивного золотника З₂ и выточку золотника управления З₃ масло сливается в бак. В этом случае насос Н₁ не подает масла в магистраль движения резания, но частично нагнетает масло в магистраль движения подачи, и частично через переливной клапан Пл масло сливается в бак.

Для увеличения скорости движения ползуна золотник З₁ перемещается во второе положение (среднее), при этом в систему поступает масло, нагнетаемое насосом Н₁, а от насоса Н₂ масло сливается в резервуар через переливной клапан Пл.

Для получения максимальной скорости хода ползуна золотник З₁ смещается в левое крайнее положение, при котором масло нагнетается в систему обоими насосами.

Для остановки движения ползуна пусковой кран К₁ поворачивается на 90°, при этом масло, нагнетаемое обоими насосами, сливается непосредственно в бак. Под действием пружины тормозящий золотник З₄ смещается вправо, перекрывая все каналы, вследствие чего ползун быстро останавливается.

В пределах каждой ступени скорость рабочего хода ползуна может плавно изменяться дросселированием масла посредством дросселя Д₁, управляемого рукояткой. Скорость обратного хода ползуна больше скорости рабочего хода вследствие разности рабочих сечений цилиндра с правой и левой сторон.

Движения подач. При рабочем ходе ползуна часть масла из напорной магистрали, проходящая через правую выточку ревер­сивного золотника З₂, смещает вправо золотник подачи З₅. В этом случае масло от насоса Н₁, проходя через правую выточку золотника подачи З₅, направляется в верхнюю полость цилиндра привода подачи, перемещая поршень вниз.

На пиноли поршня нарезана рейка, которая при перемещении вниз приводит во вращение реечное колесо 28, однако муфта обгона М_о1 в этом случае выключается, и вращение от реечной шестерни 28 валу I не передается. Происходит зарядка механизма подачи. Масло из нижней полости цилиндра привода подачи вытесняется через левую выточку золотника подачи З₅ в бак.

При холостом обратном ходе ползуна часть масла, проходящего через реверсивный золотник З₂, смещает золотник З₅ влево, вследствие чего масло, нагнетаемое насосом Н₁ направляется через правую выточку золотника подачи З₅ в нижнюю полость цилиндра привода подачи, смещая поршень и пиноль с рейкой вверх.

В этом случае реечная шестерня 28 будет вращаться в противоположную сторону и заклинивать муфту обгона М_о1, вследствие чего будет сообщено вращение валу I. От вала I (условно показанного изогнутым) приводится в движение конический реверс 26 — 27 — 27, управляемый кулачковой муфтой М, вал II и шестерня 30 на скользящей шпонке.

Для включения поперечной подачи стола шестерня 30 вводится в зацепление с шестерней 26, укрепленной на ходовом винте III. Включение вертикальной подачи стола достигается вводом шестерни 30 в зацепление с шестерней 46, укрепленной на валу IV; движение через червячную передачу 4 — 28 сообщается маточной гайке, выполненной заодно с червячным колесом 28.

Величина подачи настраивается маховиком Мх. Подача суппорта в вертикальном направлении производится вручную поворотом рукоятки Р.

Вспомогательные движения. Быстрые перемещения стола в горизонтальном и вертикальном направлениях осуществляются электродвигателем,от которого движение передается через шестерни 16 — 36, вал VI, шестерни 22 — 72, муфту обгона М_о2 и далее по кинематическим цепям рабочих подач.