Фрезерное дело
профтехобразование

§ 35. Консольно-фрезерные станки

Консольно-фрезерные станки наиболее распространены. Стол консольно-фрезерных станков с салазками расположен на консоли и перемещается в трех направлениях: продольном, поперечном и вертикальном.

Консольно-фрезерные станки делятся на горизонтально-фрезерные (с неповоротным столом), универсально-фрезерные (с поворотным столом), вертикально-фрезерные и широкоуниверсальные. На базе вертикально-фрезерных станков выпускают копировально-фрезерные станки, станки с программным управлением и др.

Консольно-фрезерные станки предназначены для выполнения различных фрезерных работ цилиндрическими, дисковыми, торцовыми, угловыми, концевыми, фасонными и другими фрезами в условиях единичного и серийного производства. На них можно фрезеровать разнообразные заготовки соответствующих размеров (в зависимости от размеров рабочей площади стола) из стали, чугуна, цветных металлов, пластмасс и других материалов. На универсальных фрезерных станках, имеющих поворотный стол, с помощью делительной головки можно фрезеровать винтовые канавки на режущих инструментах (сверлах, развертках и др.) и других деталях, а также нарезать зубья прямозубых и косозубых цилиндрических зубчатых колес. Широкоуниверсальные станки предназначены для выполнения различных фрезерных, сверлильных и несложных расточных работ, главным образом в условиях единичного производства (в экспериментальных, инструментальных, ремонтных цехах и др.).

В таблице приведены значения основного параметра — ширины стола в зависимости от размера (номера) станка.

Консольно-фрезерные станки малых размеров с шириной стола 160 мм

Эти Станки предназначены для обработки заготовок небольших размеров, главным образом из цветных металлов и сплавов, пластмасс и для чистового фрезерования заготовок из стали и чугуна. Автоматизированные станки позволяют вести обработку по заданному циклу.

Консольно-фрезерные станки № 0 с шириной стола 200 мм

Станки предназначены для фрезерования заготовок небольших размеров из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов, пластмасс. Их изготовляют на Вильнюсском станкостроительном заводе «Жальгирис» в трех основных исполнениях: горизонтальные модели 6М80Г, универсальные модели 6М80 и вертикальные модели 6М10. На базе этих моделей завод выпускает широкоуниверсальные (модели 6П80Ш), копировальные (модели 6П10К) и операционные автоматизированные станки.

Консольно-фрезерные станки № 1 с шириной стола 250 мм

Станки изготовляет Дмитровский завод фрезерных станков (ДЗФС). Завод выпускает станки серии Р следующих моделей: 6Р81Г — горизонтально-фрезерный, 6Р81 — универсально-фрезерный, 6Р11 — вертикально-фрезерный и 6Р81Ш — широкоуниверсальный. Все указанные модели станков унифицированы (коробка скоростей, коробка подач, коробка реверса, консоль, механизм переключения коробки скоростей и др.). Некоторые группы отличаются в основном корпусными деталями (столы, станины и др.). Ранее завод выпускал консольнофрезерные станки серии Н: 6Н81Г, 6Н81 и 6Н11.

Кинематическая схема станков

На рис. 115 приведена кинематическая схема станков 6Р81Г и 6Р81. Кинематическая схема вертикально-фрезерного станка 6Р11 отличается от кинематической схемы станков 6Р81Г и 6Р81 вертикальным расположением шпинделя.

Рис. 115. Кинематическая схема консольно-фрезерных станков моделей 6Р81 и 6Р81Г

Цепь главного движения. От электродвигателя мощностью 5,5 кВт с числом оборотов 1450 об/мин движение передается через полужесткую муфту (вал XXII) на вал XXIII посредством двух возможных вариантов передач: 35:27 или 21:41. В дальнейшем всегда номер зубчатого колеса на кинематической схеме означает число его зубьев. Таким образом, вал XXIII может получить две различные скорости.

Следует отметить, что при постоянном модуле теоретически условие сцепляемости зубчатых колес состоит в том, что сумма чисел зубьев сцепляемых пар колес должна быть постоянной.

Разбор кинематической цепи главного движения для большей наглядности и ясности произведем одновременно по кинематической схеме (рис. 115) и по так называемой структурной диаграмме (сетке) чисел оборотов шпинделя (рис. 116). Показанная на рис. 116 сетка чисел оборотов дает наглядное представление не только о всех числах об/мин всех валов механизма, но и о том, посредством каких передач получается каждое из этих чисел. На диаграмме проведено на равном расстоянии друг от друга 7 вертикальных линий в соответствии с количеством валиков коробки скоростей (валы XXII—XXVII, см. рис. 116), а также горизонтальные линии. Расстояния между вертикальными и горизонтальными линиями зависят от выбранного масштаба.

Рис. 116. График чисел оборотов станков моделей 6Р81, 6Р81Г и 6Р11

Точки пересечения вертикальных и горизонтальных линий по вертикали соответствуют числу оборотов (на любом из промежуточных валов), указанному числовым значением на шпинделе (вал XXVIII). От вала XXIII на вал XXIV движение передается через одну из четырех пар зубчатых колес: 34:27, 31:31, 27:34 или 24:38 (см. рис. 115 и рис. 116). Здесь также выполнено условие сцепляемости (11) с точностью до единицы: для всех четырех пар сумма чисел зубьев зубчатых колес составляет соответственно 61 или 62 (при постоянном модуле т — 2,5 мм).

Нетрудно убедиться, что если с вала, имеющего n различных скоростей движение на следующий вал передается т вариантами (т = 2, 3, 4 и т. д.), то число различных скоростей этого вала будет равно произведению m•n, т. е. оно удваивается, утраивается и т. д. Так, в нашем случае вал XXIII имеет две скорости и движение на вал XXIV передается четырьмя различными вариантами. Следовательно, вал XXIV имеет восемь (2•4) различных скоростей (см. рис. 115 и 116).

Численные значения оборотов можно определить с достаточной точностью и по графику (см. рис. 116). С вала XXIV на вал XXV движение передается через зубчатые колеса 24:24. С вала XXV на вал XXVI движение передается посредством клиноременной передачи с передаточным отношением 2:3. При включенной муфте, связывающей вал XXVI со шпинделем (вал XXVIII) можно передавать наибольшие значения чисел оборотов шпинделя (1600, 1250,1000,800, 630, 500, 400, 315 об/мин). Движение с вала XXVI на шпиндель можно передать с помощью перебора, с вала XXVI на вал XXVII с помощью передачи 30:66 и с вала XVII на вал XVIII (шпиндель) передачей 25:71. Передаточное отношение перебора равно примерно 1/6, т. е. перебор работает как понижающая передача. Таким образом, шпиндель имеет восемь наибольших чисел оборотов при работе без перебора и восемь наименьших чисел оборотов (250, 200, 160, 125, 100, 80, 63 и 50 об/мин), т. е. всего шестнадцать различных чисел оборотов.

Непосредственно по кинематической схеме или по структурной диаграмме можно написать уравнения кинематических цепей для определения всех шестнадцати ступеней чисел оборотов шпинделя. Для определения максимального числа оборотов шпинделя надо из различных вариантов передач с одного вала на другой выбрать передачи с наибольшим передаточным отношением, а для определения минимального числа оборотов — с наименьшим.

Изменяют направление вращения шпинделя реверсированием электродвигателя.

Цепь подач. Механизмы подач приводятся в движение от фланцевого электродвигателя мощностью 1,5 кВт, непосредственно свя занного полужесткой муфтой с валом I. Коробка подач состоит из 9 валов (I—IX). На рис. 117 показан график привода коробки подач. По структурной сетке (рис. 117) и кинематическом схеме (см. рис. 115) легко проследить, что на станке можно получить ряд подач по геометрическому ряду со знаменателем (φ = 1,26 в диапазоне 25—800 мм/мин для продольной поперечиной подач и в диапазоне 8,3 — 266,7 мм/мин для вертикальных подач.

Рис. 117.

Уравнение кинематической цепи для наибольшей продольной подачи (см. рис. 115 и 117),

Так же по графику привода коробки подач можно легко написать все другие уравнения кинематических цепей для продольных, поперечных и вертикальных подач.

Рабочее движение от коробки подач передается на коробку реверса при помощи обгонной муфты рабочего хода. Коробка реверса служит для преобразования крутящих моментов, снимаемых с выходного вала коробки подач, в соответствующее рабочее движение (продольное, поперечное и вертикальное) в двух взаимно противоположных направлениях. На приемном валу X установлена шариковая предохранительная муфта, отрегулированная на передачу предельного крутящего момента. Вал XIII является винтом поперечной подачи. На концах валов XII и XIII находятся рукоятка и маховичок для ручного перемещения в поперечном и вертикальном направлениях.

Ускоренные перемещения стола, поперечных салазок и консоли. Эти перемещения осуществляются по кинематическим цепям, показанным на рис. 117 пунктирной линией. Ускоренный ход для продольной и поперечной подач составляет 3150 мм/мин, а для вертикальной в три раза меньше — 1050 мм/мин.

Консольно-фрезерные станки № 2 с шириной стола 320 мм и № 3 с шириной стола 400 мм

Эти станки изготовляют на Горьковском заводе фрезерных станков (ГЗФС). Завод выпускает станки следующих моделей: 6Р82Г и 6Р83Г — горизонтально-фрезерные; 6Р82 и 6Р83 — универсальцо-фрезерные; 6Р12 и 6Р13 — вертикально-фрезерные; 6Р12Б и 6Р13Б — вертикально-фрезерные, быстроходные; 6Р82Ш и 6Р83Ш — широкоуниверсальные.

Консольно-фрезерные станки серии «Р» являются более совершенными моделями по сравнению с ранее выпускавшимися станками серии «М». Новые модели обладают высокой жесткостью и виброустойчивостью, что в свою очередь повышает стойкость режущего инструмента и производительность труда. Конструкция зажима пиноли переработана и обеспечивает надежное крепление и предохраняет пиноль от осевого перемещения, обеспечивая стабильное положение оси шпинделя. Повышена надежность работы электрооборудования станков за счет размещения аппаратуры в изолированных электронишах и усовершенствования разводки электроприводов в станке. В новых моделях смазка направляющих консоли и узла «стол-салазки» осуществляется от плунжерного насоса централизованно. Благодаря эффективной смазке повышается долговечность работы этих узлов, обеспечивается более длительное сохранение первоначальной точности станка и сокращается время на его обслуживание. В опорах ходового винта применены шарикоподшипники вместо быстро изнашивающихся чугунных втулок, улучшена смазка подшипников. Введен защитный щиток на торце стола для предохранения направляющих стола от стружки при перемещении стола в крайнее левое положение.

Технологические возможности станков серии «Р» расширены за счет увеличения на 100 мм продольного хода стола. Для более точной установки стола в заданное положение применено новое крепление лимбов. Станки серии «Р» имеют совершенные формы, отвечающие современным требованиям технической эстетики.

Основные узлы указанных моделей станков унифицированы.

Для удобства управления и сокращения затрат вспомогательного времени помимо автоматизации цикла обработки на станках серии «М» и «Р» Горьковского завода фрезерных станков предусмотрено: дублированное (спереди и с левой стороны станка) изменение чисел оборотов шпинделя и подач стола однорукояточными и выборочными механизмами, позволяющими установить требуемое число оборотов или подачу поворотом лимба без прохождения промежуточных ступеней; управление автоматическими движениями стола от рукояток, направление поворота которых совпадает с направлением перемещения стола; пуск, остановка шпинделя и включение быстрых перемещений при помощи кнопок; торможение шпинделя постоянным током; наличие быстрых перемещений стола в продольном, поперечном и вертикальном направлениях.

Кинематическая схема станков

На рис. 118 показана кинематическая схема, а на рис. 119 график чисел оборотов шпинделя, поясняющий структуру механизма главного движения консольно-фрезерных станков 6Р12 и 6Р13.

Рис. 118. Кинематическая схема станков моделей 6Р12 и 6Р13

Рис. 119. График числа оборотов станков моделей 6Р12 и 6Р13

Коробка скоростей станков 6Р82Г, 6Р82, 6Р83Г и 6Р83 отличается лишь горизонтальным расположением шпинделя, а коробка подач одинакова со станками 6Р12 и 6Р13. Коробка скоростей горизонтального шпинделя широкоуниверсальных консольных фрезерных станков 6Р82Ш и 6Р83Ш, а также их коробка подач полностью унифицированы.

Цепь главного движения станков 6Р12 и 6Р13. От электродвигателя мощностью 7,5 кВт для станка 6Р12 и (10 кВт для станка 6Р13) через упругую соединительную муфту движение передается на вал F, а с вала I на вал II через зубчатую передачу 27:53. На валу II находится тройной блок зубчатых колес, с помощью которого можно передать вращение валу III с тремя различными скоростями через передачи 22:32, 16:38 и 19:35. С вала III на вал IV движение может быть передано также тремя различными вариантами передач: 38:26, 27:37, 17:46. Следовательно, вал IV имеет девять различных чисел оборотов (3x3 = 9). Вал V получает движение от вала IV через двойной блок зубчатых колес с помощью передач 82:38 и 19:69. Таким образом, вал V имеет 18 различных скоростей (9x2=18). От вала V движение передается на вал VI конической зубчатой передачей 30:30, а с вала VI на шпиндель VII — через передачу 54:54. По графику (см. рис. 119) можно написать уравнение кинематической цепи для любого из 18 чисел оборотов. Так, например, для наибольшего числа оборотов шпинделя оно будет выглядеть так:

Цепи подач. Привод подач осуществляется от отдельного фланцевого двигателя мощностью 2,2 кВт для станка 6Р12 и 3 кВт для станка 6Р13. По кинематической схеме станков (см. рис. 118) и графику подач (рис. 120) разберем кинематические цепи подач.

Рис. 120. График привода продольных подач станков моделей 6Р12 и 6Р13

Через передачу 26:50 получает вращение вал XI, затем через передачу 26:57 — вал XII. На валу XII находится тройной подвижной блок зубчатых колес, сообщающий валу XIII три скорости вращения посредством передач: 36:18, 27:27 и 18:36. На валу XIV находится тройной подвижной блок, с помощью которого движение с вала XIII на вал XIV можно передать также тремя вариантами передач 24:34, 21:37 и 18:40. Следовательно, вал XIV имеет девять различных чисел оборотов (3 х 3 = 9). Когда подвижное зубчатое колесо 40 с кулачками на торце передвинуто вправо и находится в зацеплении с муфтой М1 жестко связанной с валом XIV, вращение от вала XIV на вал XV передается непосредственно. Если зубчатое колесо 40 ввести в зацепление с зубчатым колесом 18 (как показано на схеме), тем самым включив муфту М1, то движение на вал XIV будет передаваться через переоор. Перебор здесь работает как понижающая передача. Таким образом, коробка подач консольно-фрезерных станков 6Р82Г, 6Р82, 6Р12, 6Р12Б, 6Р13, 6Р13Б, 6Р82Ш и 6Р83Ш имеет 18 различных подач: девять при работе без перебора и девять при работе с перебором. С вала XIV на вал XV движение передается через передачу 40:40. От широкого зубчатого колеса 40, закрепленного на валу XV, предохранительную муфту Мп при включенной кулачковой муфте М2 движение передается валу XV, а от него на вал XVI посредством передачи 28:35. От вала XVI на вал XVII движение передается через передачу 18:33. С вала XVII можно передать все числа оборотов на ходовые винты продольной, поперечной и вертикальной подач. Так, продольная подача далее осуществляется по следующей цепи: с вала XVII на вал XVIII передачей 33:37, с вала XVIII на вал XIX — через пару конических зубчатых колес 18:16, а с вала XIX на вал XX — ходовой винт продольной подачи также через пару конических зубчатых колес 18 : 18.

Быстрые перемещения стола во всех направлениях осуществляются при включенной фрикционной муфте М3 и осуществляются по кинематической цепи, показанной на рис. 120 пунктирной линией. Как видно из рис. 118, вращение от электродвигателя подач передается валу XV через зубчатые передачи 26:50, 50:67 и 67:33 и далее по кинематическим цепям рабочих подач.

Настройка станков на автоматические циклы-работы

У консольно-фрезерных станков серии «М» и «Р» управление продольным движением стола может осуществляться по полуавтоматическому или автоматическому циклам. В условиях единичного производства управление продольной подачей и быстрым перемещением стола производится вручную. В серийном производстве эти станки могут быть настроены на полуавтоматический (скачкообразный) и автоматический (маятниковый) циклы обработки. Для этой цели в боковом Т-образном пазу стола устанавливают в определенной последовательности и на определенном расстоянии друг от друга кулачки (см. рис. 39), которые в нужные моменты воздействуют на звездочку управления быстрыми и рабочими движениями стола и на рукоятку переключения продольной подачи, обеспечивая работу станка по заданному циклу.

Стол может настраиваться на следующие автоматические циклы:

  • полуавтоматический скачкообразный: а) быстро вправо — подача вправо — быстро назад (влево) — стоп и т. д. (рис. 121); б) быстро влево — подача влево — быстро назад (вправо) — стоп и т. д. (рис. 122), т. е. получается тот же цикл движений стола, но только в левую сторону;
  • автоматический маятниковый цикл: быстро вправо — подача вправо — быстро влево — подача влево — быстро вправо и т. д. (рис. 123).

Рис. 121. Установка кулачков при одностороннем полуавтоматическом цикле вправо

Рис. 122. Установка кулачков при одностороннем полуавтоматическом цикле влево

Рис. 123. Установка кулачков при маятниковом цикле

Для того чтобы настроить станок на автоматическую работу, необходимо:

  • отключить станок от сети переключателем ввода «включено — выключено»;
  • поставить переключатели ручного или автоматического управления продольным перемещением стола и работы круглого стола в положение «Автоматическое управление»;
  • включить станок переключателем ввода «Включено — выключено»:
  • произвести установку кулачков в зависимости от принятого цикла.

При настройке на автоматическую работу необходимо иметь в виду, что переключение с подачи на быстрый ход или с быстрого хода на подачу осуществимо в любом месте хода и при любом направлении движения и ограничивается лишь возможностью установки кулачков в данной точке.

Установка переключателя ручного или автоматического продольного перемещения стола производится при нейтральном положении, рукоятки продольного хода нажатием на него отверткой до упора и поворотом в фиксированное положение «Автоматическое управление» Если переключатель не фиксируется, надо маховичком на торие стола немного повернуть винт продольною хода.

Остановка движения стола вправо или влево производится кулачками № 5 или 6, которые воздействуют на выступы рукоятки продольного хода. Кулачки № 1 и 2 никогда не должны сниматься со станка, так как они ограничивают крайние положения стола.

Переключение с подачи на быстрый ход или с быстрого хода на подачу (при движении стола вправо или влево) производится кулачками № 3 и 4, которые воздействуют на звездочку.

Правый и левый кулачки различаются лишь положением рычага. При необходимости рычаг можно переставить в другую сторону.

При работе с ручным управлением кулачки № 3 и 4 рекомендуется с целью предохранения механизма от неоправданного износа снимать или переставлять на неработающую часть стола.

При одновременном фрезеровании комплекта заготовок, у которых обрабатываемые поверхности расположены на значительных расстояниях друг от друга, станок может быть настроен для работы по скачкообразному циклу правой или левой подачи.

В соответствии с расположением обрабатываемых поверхностей стол станка будет получать то быстрые, то медленные перемещения по схеме: быстро вправо (или влево) — подача вправо (или влево) — быстро вправо (или влево) и т. д. — быстро назад — стоп.

При автоматическом маятниковом цикле обрабатываемые заготовки устанавливают поочередно то на правой стороне стола, то на левой. Во время обработки заготовки, установленной на одной стороне стола, на другой его стороне рабочий снимает обработанную деталь и устанавливает новую заготовку. Стол станка в этом случае непрерывно совершает замкнутый цикл движений: быстро вправо — подача вправо — быстро влево — подача влево — быстро вправо и т. д.

При работе стола в автоматическом цикле необходимо иметь в виду следующее: включение цикла производится при включенном вращении шпинделя рукояткой продольного хода в сторону подвода детали; установка рукоятки в положение «Стоп» (нейтральное) позволяет включать подачу или быстрый ход во всех случаях, независимо от настройки станка на автоматический цикл или ручное управление, за исключением момента поворота звездочки кулачком. В этот момент стол можно остановить только кнопками «Стоп». Перед включением стола после такой остановки необходимо проверить, зафиксирована ли звездочка.

В условиях автоматического цикла кнопки «Быстро стол» не работают.

Консольно-фрезерные станки № 4 с шириной стола 500 мм

Ульяновский завод тяжелых станков выпускает консольно-фрезерные станки: горизонтально-фрезерный станок модели 6Н84Г и вертикально-фрезерный станок модели 6Н14. Станки имеют бесступенчатый привод подач в продольном, поперечном и вертикальном направлениях от электродвигателя постоянного тока с магнитными усилителями. Станки можно настраивать на автоматический и полуавтоматический циклы работы.

Рейтинг@Mail.ru