Привод станка токарного станка: Привод главного движения станка токарного типа

alexxlab | 24.04.2023 | 0 | Разное

Содержание

Приводы станков

ПРИВОДЫ СТАНКОВ

Привод станка—это совокупность устройств, передающих движение от источника движения к рабочим органам станка. Современные станки имеют индивидуальные приводы, т. е. каждый станок приводится в движение от отдельного электродвигателя, причем все движения станка осуществляются либо от одного, либо от нескольких электродвигателей. Различают привод главного движения, привод подачи, привод быстрых перемещений и т. д.

Источником движения является электродвигатель, чаще всего асинхронный, короткозамкнутый, установленный в непосредственной близости от станка или на самом станке. Двигатели, которые устанавливают непосредственно на станке и крепят к нему своей крышкой (фланцем), называют фланцевыми. Чаще всего такие двигатели применяют на сверлильных станках. На станках шлифовальных, заточных находят широкое применение встроенные электродвигатели. Это двигатели, у которых ротор посажен на шпиндель станка.

По характеру регулирования скорости движения рабочих органов станка различают ступенчатые и бесступенчатые приводы. Ступенчатые приводы позволяют получить в заданных пределах определенный ряд частот вращения, двойных ходов или величин подач. Системы бесступенчатого регулирования позволяют устанавливать на станке наиболее выгодные параметры режима резания, к тому же это может осуществляться без останова станка (на ходу). В современных станках применяются бесступенчатые приводы электрические, гидравлические и механические (вариаторы).

Ступенчатые приводы

Приводы со ступенчатым регулированием выполняются в виде шестеренных коробок передач. Механизмы, обеспечивающие ступенчатое регулирование, просты по конструкции и надежны в эксплуатации, вследствие чего они получили более широкое применение в современных станках, чем механизмы бесступенчатого регулирования. Так как общего назначения станки применяются для обработки деталей из различных материалов и различных размеров (диаметров), то значение частот вращения шпинделей в современных станках колеблется в довольно больших пределах.

Предельные частоты вращения шпинделя станка находят по наибольшим и наименьшим допустимым скоростям резания и предельным диаметрам обработки:

где nmin и nтах — соответственно наименьшая и наибольшая частоты вращения шпинделя в минуту; vmin и vmax — соответственно нижний и верхний пределы скоростей резания, м/мин; Dmin и Dmax — соответственно наименьший и наибольший диаметры обрабатываемой заготовки или вращающегося инструмента, мм.

Поскольку шестеренные коробки дают ступенчатые ряды частот вращения, возникает вопрос о выборе наиболее целесообразной структуры построения таких рядов. Русским акад. А. В. Годолиным в 1876 г. была впервые доказана целесообразность изменения частот вращения шпинделей в станках по геометрическому ряду (геометрической прогрессии). Геометрический ряд обладает большими структурными преимуществами. Он позволяет создавать сложные коробки передач из элементарных двухваловых механизмов, построенных также на основе геометрического ряда.

Бесступенчатые приводы

В современных станках бесступенчатые приводы бывают электрические, гидравлические, пневматические и механические (вариаторы).

Электрические приводы бесступенчатого регулирования. В качестве источника движения часто применяют электродвигатели

постоянного тока. Так как промышленные предприятия не снабжаются централизовано постоянным током, то для его получения требуются специальные источники.

В современных станках находят широкое применение двигатели с тиристорным управлением по схеме «тиристорный преобразователь— двигатель». Привод позволяет повысить частоты вращения шпинделя до 4000 мин”1 и более с бесступенчатым ; регулированием. Широкий диапазон регулирования частоты вращения шпинделя позволяет обеспечить требуемые рабочие и быстрые (холостые) перемещения рабочих органов без применения промежуточных механических передач. КПД привода с электродвигателем постоянного тока и тиристорным преобразователем на 5. …7 % выше КПД системы генератор — двигатель, а также выше КПД привода с магнитными усилителями.

Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор. Тиристоры изготовляют на ток до сотен ампер и напряжение до 1000 В и более. Они имеют высокий КПД, относительно малые размеры, высокое быстродействие. Могут работать в широком диапазоне температур (от —60 до +60° С).

К основным недостаткам тиристорных преобразователей следует отнести большую чувствительность к перегрузкам. Поэтому для полного использования мощности привода при работе на низких частотах вращения шпинделя необходима редукция. Требуемый диапазон регулирования в этом случае получают сочетанием регулируемого электродвигателя постоянного тока с упрощенной коробкой скоростей.

Гидравлические приводы. В современных металлорежущих станках приводы получили довольно широкое распространение. Они применяются главным образом для осуществления прямолинейных движений и в меньшей степени для вращательных движений. Гидроприводы применяются как в механизмах главного движения (в протяжных, строгальных, долбежных), так и в механизмах подач (шлифовальных, станков с программным управлением, копировальных, агрегатных и др.). Гидроприводы находят широкое применение в механизмах управления станками.

Основные преимущества гидроприводов: возможность бесступенчато, регулировать скорости, получать значительные усилия при сравнительно небольших габаритах привода; простота предохранения от перегрузок; большой срок службы, поскольку сама рабочая среда одновременно выполняет функции смазки; малый вес и объем, приходящиеся на единицу мощности по сравнению с электроприводом.

Недостатки гидроприводов: возможность утечки рабочей жидкости через уплотнения и зазоры, проникновение воздуха в рабочую жидкость, изменение свойств рабочей жидкости под влиянием давления и температуры. Один из существенных недостатков гидропривода — нежесткая его характеристика.

В гидроприводах станков в качестве рабочей жидкости получили применение минеральные масла различных марок с кинематической вязкостью (0,1 . ..0,2) ■ 104 м/с. Гидропривод включает в себя насос, преобразующий механическую энергию в энергию потока жидкости, гидродвигатель, преобразующий напор жидкости в механическую работу, распределительную и регистрирующую аппаратуру.

Гидродвигатели делятся на две группы: силовые цилиндры, осуществляющие прямолинейное перемещение рабочих органов станка, и гидромоторы для вращательного движения. Для вычерчивания гидравлических систем применяются условные обозначения, основные из которых приведены в табл. 13.2 (ГОСТ 2781—68, ГОСТ 2782—68).

На рис. 1изображена схема гидропривода прямолинейного (поступательно-возвратного) движения с дроссельным регулированием. Из резервуара / через фильтр 2 масло засасывается насосом 3 и через дроссель 4 поступает под давлением в распределительный золотник 3. При крайнем левом положении плунжера золотника масло под давлением будет поступать в левую полость силового цилиндра 6. Из правой полости цилиндра масло будет сливаться в резервуар. Тогда поршень 7 вместе со штоком и соединенным с ним столом 8 будут перемещаться вправо. Левый упор 9, закрепленный на столе, переведет рычаг 10 в крайнее правое положение. При этом плунжер золотника 5 займет крайнее правое положение и масло под давлением будет поступать в правую полость цилиндра, а из левой полости будет сливаться в резервуар. Стол получит движение в противоположном направлении. В случае излишнего количества масла или .повышения давления в системе масло сливается в бак через дроссель с обратным клапаном 11. Для обеспечения более плавного движения и предотвращения подсоса воздуха в гидросистему на сливном трубопроводе устанавливается подпорный клапан 12, который пропускает масло на слив. Изменение скорости движения рабочего органа станка осуществляется изменением количества масла, поступающего в цилиндр или выходящего из него, а изменение ускорения его — изменением напора (давления) масла.

В рассматриваемой схеме насос имеет постоянную производительность. Дроссель 4 позволяет изменять величину

проходного сечения, т. е. дает возможность регулировать количество подаваемого в цилиндр масла, а тем самым и скорость | движения поршня. Такая система г регулирования скорости называется системой с дроссельным регулированием на входе. Имеются системы с дроссельным регулированием на выходе. Скорость поршня определяется объемом масла, м3/с, пропускаемого дросселем:

рис.1 Гидропривод с дроссельным регулированием

рис.2 Реечные передачи

Типовые механизмы приводов станков

Для осуществления прямолинейного движения в станках широкое распространение получили реечные передачи (рис. 2). Передача зубчатое колесо — рейка (рис. 2, а) обладает высоким кпд и большим передаточным отношением. Она проста в изготовлении, но ее трудно применять для вертикальных перемещений, так как’ она не обладает самоторможением. Передача червяк — рейка (рис. 2, б) обеспечивает большую плавность хода, высокую степень редукции, но имеет более низкий кпд, чем предыдущая передача.

Реечные передачи применяются как в приводах главного движения (зубодолбежные, продольно-строгальные станки), так и в приводах подач (токарные, сверлильные и другие станки).

Винтовые передачи. Они получили широкое применение в механизмах подач станков, так как обеспечивают высокую плавность и точность перемещения. Малое передаточное отношение (при однозаходной резьбе) позволяет получить медленное движение.

При наличии на станке наряду с ходовым винтом и другого устройства подачи суппорта (например, реечной передачи) гайку ходового винта делают разъемной (см. табл. ). Она состоит из двух полугаек, которые могут замыкаться на ходовом винте или освобождать его.

Винтовые передачи используются в станках и для быстрого перемещения рабочих органов (например, в револьверных станках). В этом случае винт имеет две резьбы — правого и левого направления с большим шагом и соответственно

две гайки, которые соединены с суппортом и могут поочередно соединяться

с . винтом. Винт получает быстрое вращение.

рис.1 Гидропривод с дроссельным регулированием

рис.2 Реечные передачи

Электроприводы металлорежущих станков. Аппаратура управления станками

Для металлорежущих станков в целях приближения к валу рабочего механизма изготовляют электродвигатели специальных конструктивных форм: фланцевые двигатели, снабженные фланцем, при помощи которого двигатель крепится к корпусу станка; шпидельные двигатели, обладающие полым валом; встроенные двигатели, поставляемые заводом-изготовителем в виде отдельных частей — стали статора с обмоткой и ротора. Сталь статора устанавливают в специальную расточку станка и в ней закрепляют. Таким образом, достигают полного слияния электрической и механической частей станка в единое целое.

Токарные станки

Для привода токарных станков применяют одно-, двух- и трехскоростные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Регулирование частоты вращения шпинделя осуществляется электрическим (изменение числа пар полюсов) и механическим (коробка передач) способами. Управление двигателями — при помощи барабанных или кулачковых переключателей, либо кнопочное, с помощью магнитных станций.

Привод главного движения мощных лобовых и карусельных станков выполняют по системе Г—Д или тиристорный электропривод (у прецизионных станков).

Мощные станки оборудуют дополнительными приводами: насоса охлаждения, быстрого передвижения суппорта, передвижения и зажима задней бабки. Вспомогательные двигатели при этом обычно асинхронные с короткозамкнутым ротором. Для зажима изделия в патроне или задней бабке на мощных станках применяют электродвигатели, которые приводят в движение эти зажимные устройства. Двигатель имеет реверсивную систему управления и должен останавливаться при заклинивании зажимного устройства. Двигатель отключается микро-переключателем или с помощью реле максимального тока.

На рис. 1 приведена схема, в которой для отключения двигателя использовано реле максимального тока.

При нажатии кнопки S1 «зажим» через ер контакт и контакт путевого выключателя S3 получит питание катушка контактора К1; двигатель начнет вращаться, зажимая деталь. Когда зажимное устройство пройдет некоторый путь, контакт S3 разомкнется, а контакт S4 замкнется. При достижении усилием зажима заданного значения разомкнется контакт максимального реле К3, двигатель остановится. При необходимости отжима нажимают кнопку S2. В конце обратного хода контакт S3 замкнется, а контакт S4 разомкнется, и двигатель остановится. Цепи управления защищены от короткого замыкания плавкими предохранителями F1 и F2.

Рис. 1. Схема электропривода зажимного устройства

Сверлильные станки

Для привода сверлильных станков применяют преимущественно асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором. Привод подачи осуществляется от двигателя шпинделя посредством механической или гидравлической передачи. Управление контакторное, с помощью кнопочного поста.

Наибольшую сложность представляет электропривод продольно-строгальных станков. Возвратно-поступательное движение рабочего органа вызывает необходимость дважды в течение цикла преодолевать инерцию системы при разгоне и торможении. В результате этого график нагрузки электродвигателя носит резко выраженный пиковый характер. С точки зрения увеличения производительности станка важное значение имеет время, в течение которого двигатель разгоняется и затормаживается.

Продольно-строгальные станки

Электропривод продольно-строгальных станков может быть осуществлен следующими способами: от нерегулируемого нереверсивного двигателя, реверс станка осуществляется механическим путем; от нерегулируемого нереверсивного асинхронного двигателя с электромагнитной муфтой; от реверсивного двигателя постоянного тока, управляемого по системе Г—Д.

В приводах с электромагнитными муфтами вследствие электромагнитной и механической инерции время реверса оказывалось значительным и в муфтах выделялось большое количество теплоты, поэтому такой привод рационально применять только для станков небольшой мощности. Получает распространение тиристорный реверсивный привод с широким регулированием частоты вращения электродвигателя.

Копировальные станки

Для обработки сложных поверхностей применяют копировальные станки. Принцип действия простейших электрокопировальных станков показан на рис. 2. Через шпиндель 3 пальцевой фрезы 2 обрабатывают заготовку 1. Фрезерный суппорт 4 жесткой связью 5 соединен с копировальной головкой 6. Шток 12 копировальной головки оканчивается копировальной насадкой 13, имеющей форму фрезы. Так как шток имеет сферическую опору, боковые давления на насадку преобразуются в вертикальные перемещения. На столе 15 вместе с заготовкой расположен шаблон 14. Стол непрерывно перемещается с помощью привода 16. Другой привод 9 осуществляет вертикальное перемещение копировальной и фрезерной головок. При разомкнутом контакте 8 электродвигатель 11 посредством привода 9 приближает копировальный шток к шаблону. Когда контакт 8 замкнут, электромагнитный переключатель 10 реверсирует электродвигатель, и шток отводится от шаблона.

Соприкасаясь с шаблоном, насадка 13 подается вверх, рычаг 7 поворачивается и замыкает контакт 8, копировальная головка начинает перемещаться вверх, контакт 8 размыкается, тогда копировальная насадка вновь приблизится к шаблону.

Рис. 2. Схема электрокопирования на фрезерном станке

В результате периодических подводов и отводов копировальной насадки при непрерывной ведущей подаче 16 копировальная насадка описывает относительно шаблона огибающую его пилообразную траекторию. Такую же траекторию относительно заготовки будет описывать фреза 2, жестко связанная с копировальной головкой 6.

Для бесступенчатого управления электрокопированием применяют индуктивные копировальные головки (рис. 3). У такой головки каждому положению насадки соответствует определенное положение якоря 4, помещенного между сердечниками 2 и 6 с обмотками 1,3,5 и 7. Первичные обмотки 1 и 7 соединены последовательно и включены в сеть переменного тока. Вторичные обмотки 3 и 5 включены встречно.

Рис. 3. Индукционная копировальная головка

Если якорь 4 находится в среднем положении, э. д. с. вторичных обмоток уравновешены, напряжения на выходе копировальной головки нет. Приближение якоря к одному из сердечников вызовет увеличение его магнитного потока и уменьшение магнитного потока другого. Возникнет разность э. д. с. во вторичных обмотках сердечников, на выходе копировальной головки появится напряжение.

Системы с ЧПУ

Системы с числовым программным управлением (ЧПУ) основаны на применении современных средств радиоэлектроники, бесконтактных логических элементов, интегральных схем, микропроцессоров.

Существует два типа систем ЧПУ: замкнутая и разомкнутая. Замкнутые системы ЧПУ с применением устройств путевого контроля (обратной связи) имеют повышенную точность и используются для автоматизации мощных станков, а также станков повышенной точности малых и средних размеров. Разомкнутые системы менее точны, но проще по конструкции, дешевле и имеют меньшие габаритные размеры.

По способу управления системы подразделяют на фазовые, частотные и импульсные.

На рис. 4, а приведена структурная схема фазового управления замкнутой системой ЧПУ для одной из трех координат перемещения рабочего органа станка. На дорожках магнитной ленты нанесены записи синусоидальных напряжений. Напряжение сигнала, управляющего перемещением рабочего органа РО, подается с магнитной головки МГ1 через усилитель У1 на фазовый дискриминатор ФД. Одновременно магнитной головкой МГ2 считывается синусоидальное напряжение опорного сигнала, которое через усилитель У2 подается на входные обмотки вращающегося трансформатора Т, механически связанного с рабочим органом РО станка. Выходной сигнал трансформатора Т подается на второй вход фазового дискриминатора ФД. Фазовый дискриминатор вырабатывает сигнал, пропорциональный сдвигу фаз синусоидальных напряжений, поступивших с усилителя У1 и трансформатора Т.

Рис. 4. Структурные схемы систем ЧПУ

Выходной сигнал фазового дискриминатора усиливается усилителем У3 и подается на двигатель М, который перемещает рабочий орган в сторону уменьшения рассогласования фаз.

Частотный способ управления применяют для разомкнутых систем ЧПУ (рис. 4, б).

Магнитные головки МГ1—МГ3 считывают с магнитной ленты синусоидальное напряжение и подают его в соответствующий усилитель-формирователь прямоугольных импульсов УФ1—УФ3. Прямоугольные импульсы напряжения усиливаются усилителем мощности У1—У3 и подаются на фазовые обмотки шагового двигателя. Число поданных импульсов определяет значение, а частота их — скорость перемещения.

Импульсный способ управления используют также для разомкнутых систем ЧПУ (рис. 4, в). В этом случае на магнитной ленте записывают импульсы, которые считывает магнитная головка МГ1. Импульсы усиливает усилитель У1 и направляет в кольцевой коммутатор КК. В коммутаторе КК импульсы распределяются по трем обмоткам шагового двигателя М, пройдя усилители мощности У3—У5. Для перемещения рабочего органа в обратную сторону предусмотрены магнитная головка МГ2 и усилитель У2.

Электродвигатели станков с ЧПУ должны обладать большим быстродействием, т. е. большим вращающим моментом при малом моменте инерции. К таким машинам относятся двигатели постоянного тока с гладким (беспазовым) якорем, имеющим малый диаметр и большую длину. На поверхности якоря укладывают многослойную обмотку, залитую эпоксидной смолой с ферромагнитным наполнителем.

Двигатель имеет большой воздушный зазор, что улучшает охлаждение якоря. Отсутствие пазов позволяет увеличить магнитный поток двигателя. Увеличение магнитного потока и улучшение охлаждения позволяют повысить максимальный момент двигателя примерно в 4 раза по сравнению с двигателем обычной конструкции. Промышленность выпускает двигатели с гладким якорем мощностью от 90 Вт до 6 кВт.

Для разомкнутых систем применяют шаговые двигатели, у которых угол поворота ротора при подаче управляющего импульса дозирован. Это позволяет подавать импульсы программы непосредственно на двигатели без проверки их исполнения (без обратной связи).

Статор 1 реактивного шагового электродвигателя (рис. 5) выполнен из листовой стали, имеет шесть зубчатых полюсных выступов 2. Зубцы 5 каждого выступа смещены относительно зубцов соседнего на 1/3 шага. Каждая из трех обмоток 4 статора размещена на двух противоположных полюсных выступах. При поочередном включении обмоток статора ось результирующего магнитного потока статора смещается на 1/3 зубцового шага. Воздействием магнитного поля ротор 3 также смещается на 1/3 шага. Часто включают попеременно то одну, то две обмотки одновременно. При такой схеме шаг уменьшается вдвое.

Рис. 5. Шаговый двигатель

Шаговые двигатели имеют незначительный вращающий момент, поэтому их используют совместно с гидроусилителями. Имеются также силовые шаговые двигатели, развивающие на валу значительные моменты и не требующие применения гидроусилителей.

Программы, записанные на магнитной или перфорированной ленте, имеют недостатки: нельзя исправить или изменить изготовленную программу. Более гибкими с этой точки зрения являются системы программного управления с применением ЭВМ, так как машина выдает перфорированную ленту, которая идет непосредственно в читающее устройство системы управления станком или на устройство декодирования и записи на магнитную ленту.

Применение ЭВМ обеспечивает возможность различного вида коррекции программы, вводимые вручную с панели управления, необходимые для компенсации неучтенных факторов при подготовке программы. Коррекции могут быть введены по результатам обработки первой детали без изменения самой программы.

Аппаратура управления станками

Для управления двигателями станков применяется аппаратура ручного дистанционного и автоматического управления. В качестве аппаратов ручного управления применяют кнопочные и пакетные выключатели и переключатели, а также при недостаточной мощности пакетного переключателя используют кулачковые контроллеры. При дистанционном и автоматическом управлении широкое распространение получили реле и контакторы. В ряде случаев на станках для ограничения предельных перемещений используют путевые и конечные выключатели.

Для управления гидравлическими и пневматическими механизмами станков служат однофазные электромагниты. Их применяют также для управления механическими тормозами, устанавливаемыми на некоторых станках.

Для механического соединения, реверса и регулирования частоты вращения рабочих органов станков предназначены электромагнитные муфты. Они могут быть фрикционными, скольжения и порошковыми.

Фрикционная электромагнитная муфта приведена на рис. 6. Один вывод катушки 4, размещенной внутри кольцевого сердечника 3, соединен с корпусом, а другой — с кольцевым контактом 1, отделенном от корпуса изолирующим кольцом 2. При пропускании тока через катушку якорь 8 притягивается к сердечнику 3. Ведущие диски 5 и 7 сжимаются с ведомым диском 6. Вращающий момент с диска 6 передается поводком 9 зубчатому колесу 10. При отключении тока якорь отталкивается сжатыми дисками 5, 6 и 7, и муфта расцепляет вал 11 и зубчатое колесо 10.

Рис. 6. Фрикционная муфта

Принцип действия муфт скольжения аналогичен принципу действия асинхронного электродвигателя. Муфта состоит из двух частей, в одной из которых заложена обмотка постоянного тока. При вращении этой части создается вращающееся магнитное поле. Последнее индуцирует в ведомой части вихревые токи, которая приходит во вращение, так же как и ротор асинхронного электродвигателя.

В станкостроении широко применяют электромагнитные порошковые муфты, принцип действия которых основан на явлении увеличения вязкости жидкого или твердого магнитодиэлектрика при воздействии на него магнитного поля. У этих муфт зазор между сцепляющимися поверхностями заполняется текучими или сыпучими смесями,
главной составной частью которых являются железные порошки. В магнитном поле такая смесь превращается в пластический слой, сцепляющий между собой полумуфты и создающий значительное сопротивление их относительному перемещению.

Электромагнитные порошковые муфты могут работать в режимах сцепления и скольжения, создавая при этом момент, практически не зависящий от частоты вращения.

Для магнитных смесей употребляют порошки из карбонильного железа или обычный железный порошок, полученный распылением жидкого металла. Средний диаметр частиц порошка 4—10 мкм. Частицы порошка должны быть разделены средой, защищающей их от механического разрушения и окисления. Обычно такой средой является маловязкое масло типа трансформаторного. Содержание порошка в смеси составляет 0,3—0,45 по объему. В муфтах с жидкой смесью необходимо устанавливать уплотняющие устройства, предотвращающие вытекание смеси.

Основным недостатком порошковых муфт является старение магнитной смеси, проявляющееся в уменьшении ее подвижности, поэтому требуется регулярно заменять смесь. При эксплуатации муфты также вызывает затруднение поддержание необходимой герметичности полости, заполненной смесью.

Порошковые муфты применяют в тех случаях, когда использование фрикционных невозможно.

Для закрепления деталей на шлифовальных станках нашли широкое распространение электромагнитные плиты. Вращающиеся плиты называют электромагнитными столами. Электромагнитное закрепление имеет ряд преимуществ перед механическим: можно сразу закрепить много однотипных деталей, расположенных на поверхности плиты; быстро закрепить крупную деталь, которую при механическом способе крепления необходимо зажимать во многих точках; можно обрабатывать деталь сразу со всех сторон, кроме плоскости прилегания ее к поверхности плиты.

Для питания плиты применяют постоянный ток напряжением 24— 220 В. Питание переменным током невозможно из-за сильного размагничивающего и нагревающего действия вихревых токов.

Электромагнитная плита (рис. 7, а) состоит из стального корпуса 1, в котором установлены сердечники электромагнитов 3, отделенных от него немагнитными прослойками 4. При пропускании постоянного тока через катушки электромагнитов 2 обрабатываемая деталь 5, перекрывающая оба полюса электромагнита 3, замыкает магнитную цепь, показанную штриховой линией, и притягивается к поверхности плиты. Немагнитные прослойки изготавливают из сплава свинца и сурьмы, оловянных сплавов, бронзы и др.

Рис. 7. Электромагнитные закрепляющие устройства

Корпус стола 1 с неподвижными электромагнитами (рис. 7, б) вращается на валу 4 над неподвижными относительно станины станка электромагнитами 3, расположенными по окружности. Когда через обмотку электромагнита 2 протекает постоянный ток, магнитный поток замыкается через обрабатываемую деталь 5, перекрывающую одну или несколько немагнитных прослоек 6, обеспечивая ее притяжение.

Электромагнитный стол, кроме несквозных концентрических немагнитных прослоек 6, имеет сквозные радиальные прослойки, разделяя рабочую поверхность стола на секторы (на рис. 7, б не показаны). Если электромагниты 3 расположить не по всей окружности стола, то образуется сектор, на котором детали не будут притягиваться и могут быть легко сняты со стола. Вал 4 для исключения возможности замыкания через него магнитного поля изготавливают из немагнитного материала.

Сила притяжения плиты зависит от материала, размеров и конфигурации обрабатываемой детали, а также от ее конструкции. Удельная сила притяжения современных плит колеблется в пределах 20 – 130 Н/см².

Глава 7: Токарные станки | Metal Arts Press

Меню глав

Титульный лист
Страница авторского права
Содержимое
Предисловие
Благодарности
Глава 1: Настройка магазина
Глава 2: Металлы, сплавы, масла и определение твердости
Глава 3: Конусы, установочные штифты, крепежные детали и основные понятия
Глава 4: Опиловка и шлифовка
Глава 5: Сверление, развертывание и нарезание резьбы
Глава 6: Ленточные пилы
Глава 7: Токарные станки
Глава 8: Фрезерные станки
Глава 9: Ноу-хау механического цеха
Индекс
Кредиты

Глава 7

Все великие идеи отвергаются «экспертами».
Анон.

Токарные операции

Токарные станки являются наиболее универсальными из всех станков; они могут торцевать, поворачивать, снимать фаску, шейку, конусность, сверлить, растачивать, развертывать, вращать, напильниковать, полировать, хонинговать, полировать, накатывать, нарезать внутреннюю и внешнюю резьбу и отрезать работу. Никакой другой станок не выполняет столько операций.

Конструкция токарного станка

Отливки – В большинстве токарных станков в качестве основной конструкции используются чугунные отливки. Помимо обеспечения грубой формы для начала обработки, отливки удерживают все остальные компоненты токарного станка на месте и гасят вибрации инструмента. И жесткость, и демпфирование влияют на точность, максимальную глубину резания и склонность к вибрации. Как правило, с двумя токарными станками с одинаковыми размерами поворота и длины станины тот, у которого отливки большего размера и веса, будет работать лучше, позволяя выполнять более крупные пропилы до появления тенденции к вибрации. При оценке токарного станка проверьте его вес нетто. Тяжелее обычно лучше.
Пьедесталы в сравнении со шкафами – Существует множество токарных станков среднего размера одинаковых размеров, доступных как в настольном исполнении, так и в исполнении на пьедестале. В большинстве случаев конструкции с пьедесталом предпочтительнее, потому что они больше весят и более жесткие. Если пьедесталы представляют собой отливки, а не шкафы из листового металла, они определенно будут работать лучше.
Интеграция двигателя – Многие небольшие токарные станки имеют двигатели, встроенные в их отливки. То есть отливка токарного станка фактически удерживает подшипники двигателя, что делает необходимым получение точной копии двигателя для замены. Гораздо лучше спроектировать токарный станок таким образом, чтобы при выходе из строя двигателя или изменении требований к сети переменного тока двигатель можно было легко заменить стандартным двигателем.
Токарные станки с щелевой станиной – В этом типе токарного станка часть станины на конце шпинделя является съемной, как показано на рис. 7-1. Когда эта секция станины удалена, можно обрабатывать короткие заготовки большого диаметра. Например, когда удаляется 9-дюймовая секция станины 13340-дюймового токарного станка, можно обтачивать детали диаметром до 18 дюймов. Тем не менее, освобождается только около 6½ дюймов дополнительной станины, поскольку крепление патрона D1-4 проходит над станиной. Из-за этого работа с планшайбами обычно останавливается, когда зазор удаляется, чтобы обеспечить максимальную полезную длину зазора.

Рисунок 7-1. Токарные станки с щелевой станиной обеспечивают дополнительный поворот, но только для коротких заготовок.
Хотя временами это удобно, съемная секция зазора легко повреждается, когда ее снимают с токарного станка, и может возникнуть проблема с точной повторной установкой.

Эта съемная секция закреплена несколькими SHCS и одним или несколькими коническими или установочными штифтами на заводе перед обработкой станины станка . Затем вся станина станка обрабатывается как единое целое. В то время как съемный зазор обеспечивает больше возможностей для обработки, повторная установка зазора сложна и не всегда может получиться хорошо. Если вам действительно не нужны эти дополнительные качели, не убирайте зазор. Нанесение даже малейшего повреждения секции зазора кровати при ее удалении помешает идеальной повторной установке.

Приводы токарных станков

Существует множество различных способов подключения электродвигателей к шпинделям токарных станков. Вот некоторые из основных конструкций:

Одноременная передача с парой ступенчатых шкивов, , показанная на рисунках 7-2 и 7-3, является наиболее простой конструкцией. В ювелирных станках, токарных станках Sherline и токарных станках для небольших инструментов используется один круглый приводной ремень из резины, кожи или пластика между двумя ступенчатыми шкивами. Такое расположение обеспечивает диапазон скоростей. У некоторых старых токарных станков для ювелиров есть педальное управление скоростью, как у швейных машин. Приводной ремень также служит защитным звеном, проскальзывая и действуя как механический предохранитель в случае перегрузки или остановки станка. Поскольку рабочий диаметр на этих токарных станках невелик, одна пара ступенчатых шкивов обеспечивает диапазон скоростей, соответствующий необходимому рабочему SFM. Это ценная функция. В токарных станках старых ювелиров используются двигатели переменного-постоянного тока, работающие на переменном токе, иногда называемом 9.0071 универсальные двигатели , но в последнее время используются двигатели постоянного тока с постоянными магнитами с регулированием скорости SCR. Токарный станок Sherline на рис. 7-3 имеет диапазон скоростей от 70 до 2800 об/мин, а токарные станки Levin — от 0 до 5000 об/мин. Традиционные токарные станки ювелиров работают от нескольких сотен до 4000 об/мин за 4 или 5 фиксированных шагов.

Рисунок 7-2. Схема одноременного привода со ступенчатыми шкивами типичных для ювелирных станков
, токарных станков Sherline и импортных мини-станков.

Рис. 7-3. Одноременная передача, также называемая прямой передачей, с парой ступенчатых шкивов
на токарном станке типична для небольших инструментальных и ювелирных токарных станков.

Промежуточный вал с двумя парами ступенчатых шкивов, , как на рис. 7-4, обеспечивает как большее снижение скорости, так и большее увеличение скорости, чем одноременная передача. Однофазные асинхронные двигатели 60 Гц на этих токарных станках имеют фиксированную скорость 1750 об/мин, поэтому требуется большее снижение скорости, чем на токарных станках меньшего размера. Эта конструкция привода является стандартной для Atlas, Myford, South Bend, Logan, Clausing и многих других токарных станков с ходом 5–15 дюймов. Старые токарные станки имеют плоские кожаные ремни, а новые используют один или несколько клиновых ремней.

Рис. 7-4. Промежуточный вал с двумя ступенчатыми шкивами и задней шестерней для токарных станков малого и среднего размера
; задняя передача отключена.

Эта конструкция токарного станка имеет задний редуктор , продуманное расположение шестерен, которое, в дополнение к уменьшению скорости, обеспечиваемому промежуточным валом, обеспечивает низкую скорость вращения шпинделя — 25–50 — и высокий крутящий момент. Это позволяет токарному станку обрабатывать детали большого диаметра без остановки. Низкие скорости шпинделя также полезны при нарезании резьбы, доходящей до буртика, потому что низкая скорость шпинделя дает оператору время, чтобы остановить каретку, прежде чем врезать инструмент в буртик. Для диапазон более высоких скоростей , задний редуктор отключается, а подвижный стальной штифт на кулачковом редукторе смещается влево. Это фиксирует зубчатое колесо на шпинделе, заставляя шпиндель вращаться с той же скоростью, что и ведущий шкив. На рис. 7-4 показано, что задняя шестерня отключена, что приводит к тому, что ремень привода шпинделя и шпиндель вращаются с одинаковой скоростью. Это то, что обеспечивает более высокий диапазон скоростей.

Когда подвижный стальной штифт на шестерне сдвинут вправо, штифт остается внутри шестерни, и шестерня вращается независимо на валу шпинделя. Когда задние шестерни поворачиваются в нужное положение, как на рис. 7-5, задние шестерни зацепляются, и через них проходит крутящий момент, создавая более низкую скорость шпинделя, но больший крутящий момент.

Рис. 7-5. Промежуточный вал с двумя ступенчатыми шкивами и задней шестерней для токарных станков малого и среднего размера
; задняя передача включена.

Чтобы включить или выключить задний редуктор, оператор токарного станка должен остановить станок, открыть крышку передней бабки, переместить штифт вилочного редуктора и изменить положение заднего редуктора. Ремни, возможно, также придется переставить.

Ремень и шкивы, приводящие в движение редукторную трансмиссию , подобные автомобильным, обеспечивают диапазон скоростей шпинделя для больших токарных станков. См. Рисунок 7-6. Токарные станки с размахом 15 дюймов и более использовали эту конструкцию до появления токарных станков с частотно-регулируемым приводом. Эти более крупные токарные станки с ременным приводом и шкивом имеют два или три клиновых ремня от двигателя к трансмиссии. Несколько рычагов на передней бабке переключают шестерни трансмиссии на разные скорости. Нет необходимости открывать крышку передней бабки для переключения передач. Доступные скорости имеют фиксированные приращения в диапазоне от 35 до 1500 об/мин.

Рис. 7-6. Зубчатая передача с ременным приводом для больших токарных станков.

Преобразователь частоты (ЧРП) регулирует скорость трехфазного асинхронного двигателя, который через клиновые ремни приводит в движение зубчатую передачу. См. рис. 7-7. Такое расположение дает несколько преимуществ:
Двухскоростная трансмиссия для этих станков намного проще, чем трансмиссия для токарных станков старого типа, потому что она имеет только диапазон низких скоростей (85–500 об/мин) и диапазон высоких скоростей (500–3000 об/мин). Остальная регулировка скорости осуществляется с помощью ручки управления скоростью.
ЧРП обеспечивает бесступенчатую регулировку скорости поворотом ручки, а оптимальную скорость шпинделя можно регулировать без переключения ремней или шестерен.
Электроника VFD обеспечивает постепенный «мягкий пуск» и плавное, быстрое электронное торможение шпинделя, когда двигатель выключен. Нет необходимости использовать механический тормоз или ждать, пока шпиндель остановится по инерции. Скорость запуска и остановки программируется.
Электроника VFD позволяет этим приводам работать как от однофазной, так и от трехфазной входной мощности. Это очень большое преимущество для домашнего магазина, потому что трехфазное питание, как правило, недоступно для жилых помещений, но оно требуется для более крупных двигателей токарных станков.

USC 27 Токарный станок с центральным приводом для нарезания резьбы

Здравствуйте, чем я могу вам помочь?

Вертикальные поворотные машины
Вертикальный поворот
Лазерная сварка
Шлифовальные машины
ECM Technology

Вы здесь:

Обрабатывание сцепления. / 380 мм | 11,5 / 15 дюймов

Номинальный диаметр: Дюйм 4 ½ – 13 ⅜

Ход по оси X: 300 мм | 12 in

Горизонтальный обрабатывающий центр USC 27 для обработки муфт и бурильных замков с номинальным диаметром 4 1/2 – 13 3/8 дюйма. Токарный станок с центральным приводом USC 27 означает эффективность.Он впечатляет своей способностью одновременно обрабатывать обе стороны муфтовых втулок и бурильных замков с международной резьбой, такой как API и ГОСТ, или резьбой собственного стандарта.Основание станка выполнено из высококачественного полимербетона MINERALIT®, материала с выдающимися демпфирующими свойствами.

Плоские револьверные головки EMAG с 4 станциями устанавливаются на составных салазках справа и слева от центральной приводной бабки. Высокая скорость быстрого перемещения составных суппортов и автоматическая система обработки сводят к минимуму время простоя. Быстродействующие, частотно-регулируемые, не требующие обслуживания двигатели переменного тока и высокоточные шлифованные шарико-винтовые пары управляют движением салазок по их линейным направляющим.

Преимущества USC 27

Идеальная платформа для многофункциональных производственных решений – от одно- и многошпиндельных – до полностью автоматизированных производственных систем
Очень прочное, виброустойчивое основание станка из высококачественного полимербетона MINERALIT®
Мощные шпиндельные двигатели с прямым приводом
Инструментальные системы с прямым индексированием
Высокоточные предварительно нагруженные линейные роликовые направляющие для максимальной точности и высокой динамики
Системы абсолютной обратной связи по положению для постоянного поддержания точности
Основные узлы с жидкостным охлаждением и регулируемой температурой, включая двигатель шпинделя, инструментальные системы и электрический шкаф, составляют основу для высококачественных заготовок
Безопасная, износостойкая, необслуживаемая зона обработки
Идеальные условия схода стружки, когда стружка беспрепятственно падает на дно, не вызывая повреждений

Технические данные

Диаметр шпинделя, макс.

TOP HEADLINES