Основні вузли верстата

Загальні відомості

1.1 Призначення верстата

Верстат універсальний і призначений для токарної обробки зовнішніх та внутрішніх поверхонь порівняно не­великих деталей із різних конструкційних матеріалів різцями із інструментальних та швидкорізальних сталей, а також оснащених пластинками із твердо­сплавних стопів (сплавів) в умовах індивідуального і серійного виробництва. Окрім того, на верстаті можна виконувати обробку отворів кінцевим інструментом (свердлами, зенкерами, розвіртками тощо) нарізати різцями метричні, дюймові, модульні та пітчеві різьби, а також виконувати різьбонарізні роботи мітчиками і плашками.

1.2 Технічна характеристика верстата

Висота центрів, мм...................................................................................165

Максимальна відстань між центрами, мм..............................................710

Найбільший діаметр поверхні, що обробляється, мм

над станиною................................ 320

над супортом.................................180

Найбільший діаметр прутка, що використовується, мм.........................34

Число швидкостей обертання шпинделя.................................................21

Число величин подач супорта.................................................................32

Найбільше переміщення різцевих полозків, мм.................................120

Потужність головного електродвигуна, кВт........................................4,5

1.3 Основні вузли верстата

А - станина; Б - коробка швидкостей; В - коробка подач; Г - фартух із механізмом подач; Д – супорт із с швидкодіючим чотирипозиційним різцетримачем; Е - гітара змінних коліс; Ж - зад­ня бабка; 3 - система охолодження; И - вбудована шафа з електро­обладнанням; К - передня бабка з перебірним пристроєм, ланкою збільшення кроку різьби і механізмом реверсування напрямку подачі.

Рис. 1 Основні вузли і органи керування верстата

1.4 Перелік органів керування

1,2 - рукоятки керування коробкою швидкостей;

3,4,5 - рукоятки установки величини подачі та кроку різьби;

6 - кнопка вмикання ходового валика чи ходового гвинта;

7 - рукоятка установки нормального і збільшеного кроку різьби;

8 - рукоятка зміни напрямку (реверсу) подачі;

9 - рукоятка вмикання чи вимикання перебору;

10 - рукоятка ручного поперечного переміщення супорта;

11 - рукоятка повороту і закріплення різцетримача;

12 - гвинт кріплення каретки до станини;

13 - рукоятка ручного переміщення верхньої частини супорта;

14 - рукоятка вмикання гайки ходового гвинта;

15 - рукоятка кріплення пінолі задньої бабки;

16 - гвинт поперечного зміщення задньої бабки;

17 - рукоятка кріплення задньої бабки до станини;

18 - маховичок переміщення пінолі задньої бабки;

19 - гвинти натягування клинопасової передачі до передньої бабки;

20 - гвинти натягування клинопасової передачі від електродвигуна;

21 - ручка вмикання насоса охолодження;

22 - ручка вмикання електрообладнання верстата в електромережу;

23 - ручка вмикання місцевого освітлення;

24 - рукоятки запуску привода верстата і реверсування шпинделя;

25 - рукоятка вмикання поперечної подачі супорта;

26 - рукоятка вмикання поздовжньої подачі супорта;

27 - кнопка вимикання рейкової шестерні при нарізанні різьби;

28 - маховичок ручного переміщення каретки (супорта);

29 - рукоятка швидкого відводу різця.

1.5 Основні рухи верстата

Рух різання - обертання шпинделя із закріпленою в ньому деталлю. Рух подачі - прямолінійне поступальне переміщення супорта з різцем в поздовжньому чи поперечному напрямках від ходового вали­ка. Рух утворення гвинтової поверхні - прямолінійне по­ступальне переміщення супорта із різьбовим різцем в поздовжньому напрямку від ходового гвинта. Допоміжні рухи - ручні ус­тановочні переміщення супорта, корпуса чи пінолі задньої бабки та по­ворот і фіксація чотирипозиційного різцетримача.

1.6 Принцип роботи верстата

Деталь, що обробляється, встановлюється в центрах чи кріпиться в трикулачковому патроні. В різцетримачі супорта можуть бути закріплені чо­тири різці. Інструменти для обробки отворів вставляються в конус піноли задньої бабки. Поєднанням обертового руху деталі з поступальним переміщенням різця чи інструменту, встановленому в отворі пінолі, на верстаті можна обробляти ци­ліндричні, конічні, гвинтові та торцеві поверхні.

Кінематика верстата

2.1 Рух різання

Привід головного руху - руху різання - складається із двох клинопасових передач, дванадцятиступеневої коробки швидкостей та перебірного пристрою.

Вал ІІ коробки швидкостей отримує обертання від електродвигуна потужністю N = 4,5 кВт через клинопасову передачу ø135-ø168. На вал ІІІ через передачі 14-55, 39-31 та 41-26 передається відповідно три частоти обертання. Вал V отримує обертання від вала ІІІ через шестерні 31-25, 26-32, 19-33 і 14-44.

Від коробки швидкостей обертання через клинопасову передачу ø135-ø168 передається порожнинному валу V і далі через шестерні 34-64 на вал VІ, а через зубчасту передачу 20-80 – шпинделю VII.

Вищі частоти діапазону регулювання шпиндель VII отримує при увімкненій кулачковій муфті 17 (рис.3) безпосередньо від порожнинного вала V.

Ряд частот обертання шпинделя VII можна визначити із рівняння кінематичного балансу привода головного руху верстата загального виду.

Рис. 2 Кінематична схема верстата

Рівняння кінематичного балансу привода головного руху верстата загального виду має наступний вигляд

2.2 Рух подачі

Рух подачі супорта приводиться від шпинделя. Вал Х отримує обертання через шестерні 34-44-22-34.

Рухома шестірня 34, що встановлена на валу Х служить для зміни напрямку його обертання. При зміщенні шестірні вліво вал Х отримує обертання від блока шестерень 44(44), оминаючи паразитну шестерню 22. Це призводить до реверсування напрямку подачі супорта.

Далі рух привода подач передається через змінні шестерні а-б-в (верстат оснащений набором змінних шестерень з числами зубів: 25,36,54,55,57,60,66.

Коробка подач забезпечує отримання 32 подач. Проміжний вал ХІХ і зв’язаний із ним запобіжною муфтою ходовий валик ХХІ отримує обертання від вихідного вала ХVIІ коробки подач через колеса 23-55. Ходовий валик ХХІ через черв’ячну передачу 5-35 передає обертання далі на вал ХХІІ. Останній зв’язаний із валом ХХІІІ передачею 31-53.

Ліва муфта із дрібними зубцями служить для вмикання поздовжньої подачі супорта. Рух від вала ХХІІІ тоді передається супорту через колеса 27-53, вал ХХIV і рейкову передачу 14 (модуль рейкової передачі m = 2мм).

Ряд значень поздовжніх подач супорта можна визначити із рівняння кінематичного балансу привода поздовжніх подач верстата загального виду

Поперечна подача (при увімкнутій правій муфті із дрібними зубцями) здійснюється від ходового гвинта ХХVII, який отримує обертання від вала ХХІІ через зубчасті передачі 50-35 і 47-13.

Ряд значень поперечних подач супорта можна визначити із рівняння кінематичного балансу привода поперечних подач верстата загального виду

Величини подач і кроків різьб, що забезпечуються приводом подач верстата, зведені в таблицю 1.

2.3 Рух утворення гвинтової поверхні

Для обробки різьби із кроком p < 5,5мм рух, як і при подачі супорта, відбирається від шпинделя верстата. Різьби із більшим кроком нарізаються при увімкненому переборі з використанням ланки збільшеного кроку. Для цього блок 44(44) вала VIII зміщають вправо до тих пір, поки його ліва шестерня 44 не увійде в зачеплення із шестернею 34, що закріплена на порожнинному валу V. У цьому випадку переміщення супорта буде здійснюватись від вала V.

Для нарізання метричної та дюймової різьб змінні шестерні а, б і в встановлюються такими ж, як і при забезпеченні подачі, тобто 25-66-60. Для нарізання модульної та пітчевої різьб змінні шестерні переставляють так, щоб рух валу ХІІ передавався шестернями 36(54) – 55(25), див. табл. 1.

Коли ж нарізають дюймові та пітчеві різьби, колесо 51 вала ХIV знаходиться в зачепленні із шестернею 30 вала ХІІ (при увімкненій муфті), а шестерня 39 вала ХV знаходиться в зачепленні із шестернею 39 блока 22-39, що вільно розміщений на валу ХIV.

Для нарізання метричних і модульних різьб рух передається від вала ХІІ на вал ХІІІ (при увімкненій муфті), а колесо 51 вала ХIV виводиться із зачеплення з колесом 30 вала ХІІ. Шестерня 39 вала ХV переміщається вправо до зачеплення з колесом 39, що жорстко закріплене на валу ХIV.

Далі рух з вала ХV на вал ХVI передається зубчастою передачею 28-35 або 18-45, що забезпечується пересуванням блока шестерень 28(18). На вал ХVII рух передається через передачі 15-48 або 35-28 відповідним пересуванням блока 28(48). На ходовий гвинт ХХ із кроком p = 6мм рух передається лише при увімкненій муфті.

Основні вузли верстата

3.1 Передня бабка

Рис. 3 Передня бабка

Передня бабка (рис.3) кріпиться в лівій частині станини. Механізм передньої бабки отримує рух від коробки швидкостей через клинову пасову передачу і розвантажувальний приймальний шків.

Шпиндель верстата від приймального шківа отримує 12 частот обертання через переборні шестерні та 12 частот – напряму через зубчасту муфту. Усього шпиндель верстата отримує 24 частоти обертання, але три частоти співпадають за величиною при роботі з перебором та без перебору. Таким чином, шпиндель отримує 21 різних значень частоти обертання.

Шпиндель змонтований на високочастотних підшипниках класу А. В передній його опорі встановлений спеціальний регульований дворядний роликовий підшипник, внутрішнє кільце якого має конічну посадкову поверхню.

Регулювання радіального зазору в передній опорі здійснюється спеціальною гайкою. При затягуванні гайки внутрішнє конічне кільце підшипника переміщується вперед по конусній шийці шпинделя. Внаслідок цього за рахунок пружних деформацій внутрішнього кільця ліквідується зазор між роликами та кільцями. Задня опора теж регулюється гайкою.

Приводний шків закріплений на порожнинному валу, що змонтований на незалежних від шпинделя кулькових підшипниках. Це дозволяє розвантажити шпиндель від згинальних зусиль клинової пасової передачі і ведучої шестерні перебору.

По шліцах переборного валика переміщуються постійно зв’язані зубчастою муфтою М колесо 14 і шестірня 15. На шпинделя знаходиться жорстко закріплена шестірня 17, яка охоплюється зубчастою муфтою. При зміщенні муфти вліво її зуби входять в зачеплення із зубами шестерні 13, з’єднуючи шпиндель із порожнинним валом. Шестерні 18 і 19 ланки збільшення кроку з’єднані в один блок і можуть переміщуватися по шліцах вала.

Широка паразитна шестірня 20 механізму реверсування напрямку подачі змонтована на осі на кулькових підшипниках. Рухома шестірня 21 цього механізму встановлена на валу.

3.2 Коробка швидкостей

Рис. 4 Коробка швидкостей

Коробка швидкостей на 12 ступенів регулювання (рис.4) кріпиться на плиті внутрішньої стінки тумби і може переміщатися у вертикальній площині для натягування пасів клинопасової передачі.

Вхідний вал коробки швидкостей отримує обертання від головного електродвигуна через першу клинопасову передачу.

Керування коробкою швидкостей здійснюється двома рукоятками (рукоятки А і Б). Рукоятка А має чотири, рукоятка Б – три фіксованих положення, які вони можуть займати шляхом повороту вліво і вправо.

3.3 Коробка подач

Вхідний вал коробки подач (рис.5) отримує рух від механізму передньої бабки верстата через змінні шестерні гітари змінних коліс а - б - в, нормальне зачеплення яких при встановленні нового комплекту забезпечується з допомогою зміни положенні осі паразитного колеса і повороту приклону.

Рис.5 Коробка подач

Механізм коробки подач дає можливість ряди кроків різьб та величин подач, що передбачені технічною характеристикою верстата.

Потрібна величина подачі та значенні кроку різьби встановлюються поворотом рукояток 3, 4 і 5 (див. рис.1), що розміщені на передній кришці коробки подач. Ходовий гвинт чи ходовий валик вмикаються муфтою, що управляється витяжною кнопкою К, яка розміщена на правому торці коробки подач.

Напрямок обертання ходового гвинта чи ходового валика відносно напрямку обертання шпинделя змінюється поворотом рукоятки 8 (див. рис.1), настройка на нормальний або збільшений крок різьби встановлюється рукояткою 7. Обидві рукоятки розміщені на передній бабці верстата.

3.4 Супорт

Супорт (рис.6) складається із поздовжніх полозків 1, поперечних полозків 2, середньої поворотної частини 3, верхньої частини супорта 4 і чотирипозиційного різцетримача 21.

Поздовжні полозки 1 переміщаються по напрямних станини 24. Для запобігання від перекидання та забезпечення плавності ходу поздовжні полозки оснащені двома планками 25 із регульованими упорами 26. Кріпляться поздовжні полозки на напрямних станини болтом 8.

Ручне переміщення поперечних полозків 2 виконується рукояткою 22 і гвинтом 18. Для усунення зазору між ходовим гвинтом і гайкою остання складається із двох частин – нерухомої 13 і регульованої 16, між якими знаходиться клин 14. Якщо виникає необхідність зменшити величину холостого ходу поперечних полозків, звільняють гвинт 17 і гвинтом 15 підтягують клин 14. Після усунення зазору гайка 16 надійно закріплюється гвинтом 17.

Швидке відведення та підведення супорта в межах до 8 мм, що буває необхідним при нарізанні різьби та інших операціях, виконується рукояткою 23.

Верхня частина супорта переміщається рукояткою 11, що закріплена на ходовому гвинті 6. Гайка 7 жорстко зв’язана із середньою поворотною частиною супорта 3. Величина переміщення верхньої частини супорта відраховується по кільцю з лімбом 9, яке утримується в потрібному положенні пластинчастою пружиною 10. Гайка 12 служить для усунення зазору між гвинтом 6 та корпусом верхньої частини супорта.

Рукоятка 6 з допомогою храповика 20 і кулачка 19 забезпечує звільнення, поворот, фіксацію та закріплення різцетримача 21.

Рис. 6 Супорт

3.5 Задня бабка

Основні складові частини задньої бабки (рис.7) – корпус 4, основа 17 та піноль 2. Остання разом із встановленим у ній центром може переміщатися вздовж своєї осі в корпусі 4. Від провертання піноль утримується шпонкою 19, яка входить у її паз. Осьове переміщення пінолі виконується вручну маховичком 9, який кріпиться на кінці ходового гвинта 5. Гвинт знаходиться у парі із маточною гайкою 6, що жорстко зв’язана із піноллю 2.

Осьові зусилля, що діють на піноль при роботі верстата, сприймаються упорним кульковим підшипником 7.

Задній центр 1, що встановлюється в піноль, може бути витиснутий із конуса Морзе в кінці ходу пінолі назад.

Фіксується піноль в корпусі задньої бабки рукояткою 3 з допомогою втулочно-гвинтового механізму затиску 18.

Важіль 8 служить для закріплення задньої бабки на напрямних станини верстата. При повороті важеля 8 по стрілці 6 ексцентрик осі 10 переміщує вверх стяжку 12 із гвинтом 13. Останній піднімає правий кінець важільної планки 14, яка, будучи зв’язаною із корпусом задньої бабки, через сферичну головку болта 21натискає на притискач 16. Притискач 16, опираючись на нижні площини напрямних станини 22 (рис.7, б), надійно закріплює бабку.

Рис. 7 Задня бабка

Упор 11 служить для обмеження ходу важеля 8 і, відповідно, повороту ексцентрика осі 10. Для виконання особливо і важких робіт задня бабка може бути додатково закріплена гайкою 20.