Литье в разовые объемные песчаные формы

   3 Токарные станки 

   Токарные  станки по сравнению с другими  группами металлорежущих станков наиболее распространены на машиностроительных заводах. Станки токарной группы предназначены для выполнения самых разнообразных операций обработки поверхностей вращения: обтачивания наружных и растачивания внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей; подрезания торцов и уступов; прорезания круговых канавок; сверления, рассверливания, зенкерования и развертывания отверстий; нарезания наружных и внутренних резьб.

   В состав станков токарной группы входят универсальные токарные и токарно-винторезные  станки, револьверные, лобовые, карусельные  и затыловочные станки, одношпиндельные и многошпиндельные автоматы, многорезцовые, копировальные полуавтоматы, а также специализированные станки, применяемые для обработки деталей определенных типов.

   Универсальные токарные и токарно-винторезные  станки предназначены для обработки валов, втулок, колец, дисков и др., а также поверхностей вращения у деталей некруглой формы. Выпускаются различные модели – от настольных до тяжелых. Наибольший диаметр обрабатываемых заготовок от 100 до 6000 мм при длине заготовки от 125 до 24000 мм. Применяются чаще в единичном и мелкосерийном производстве.

   Токарно-револьверные станки применяют в мелко- и среднесерийном производстве для изготовления деталей сложной формы, требующих при обработке последовательного применения разнообразного режущего инструмента. На этих станках можно выполнять все основные токарные работы. Применение револьверных станков считают рациональным при размере партии обрабатываемых заготовок не менее 10-20 штук.

   Конструктивно револьверные станки отличаются от универсальных отсутствием задней бабки, гитары сменных шестерен и ходового винта и наличием револьверной головки с отверстиями, в которых устанавливают различный режущий инструмент. В процессе выполнения операции револьверную головку периодически поворачивают вокруг ее оси. При этом инструменты, последовательно занимающие рабочую позицию, обрабатывают заготовку за несколько переходов.

   Револьверные  станки более производительны. Сокращение оперативного времени, складывающегося  из основного и вспомогательного, достигается за счет уменьшения обоих слагаемых. Основное время сокращается за счет применения многоинструментных державок и одновременной обработки заготовки инструментом, установленном на револьверной головке и поперечном суппорте. Вспомогательное время сокращается за счет предварительной наладки станка на обработку заготовки многими инструментами и быстрой смены инструмента поворотом головки.

   В зависимости от вида заготовок различают  прутковые и патронные револьверные станки. Обычно станки малого размера  – прутковые, среднего – прутковые и патронные, крупные – патронные. Прутки разного сечения и трубы обычно закрепляют в цанговых патронах. Выпускаются револьверные станки для обработки прутков диаметром 10-100 мм и для обработки штучных заготовок (отливки, штамповки) диаметром 25-630 мм.

   По  конструкции револьверной головки  различают станки с вертикальной и горизонтальной осью вращения головки.

   Токарно-лобовые и токарно-карусельные станки применяют для обработки заготовок большого диаметра и сравнительной малой длины (шкивов, маховиков, колец, крупных зубчатых колес и т. п.). На лобовых станках обрабатывают заготовки массой до 5 т, а на карусельных - без ограничения массы и диаметром до 10 м.

   Лобовые токарные станки применяют в единичном  и мелкосерийном производствах. От универсальных токарных станков лобовые станки отличаются более низкой и короткой станиной, наличием планшайбы большого диаметра (до 4м) и отсутствием задней бабки. Недостатки: установка, выверка и закрепление тяжелой заготовки на вертикальной лобовой плоскости планшайбы представляет значительные трудности, возникают вибрации. Поэтому обработка производится на малых частотах вращения шпинделя при низкой производительности и невысокой точности. По этим причинам чаще применяются карусельные станки, лишенные перечисленных недостатков.

   В карусельных станках ось шпинделя расположена вертикально, а лобовая  плоскость планшайбы - горизонтально. Облегчается установка, выверка  и закрепление заготовки. Токарно-карусельные  станки изготовляют двух типов: одностоечные (планшайба диаметром до 1600 мм) и двухстоечные (до 25000 мм и более). Карусельные станки могут оснащаться приспособлениями для шлифования и фрезерования. Тогда кроме токарной обработки можно выполнять и эти операции.

   Автоматом называется станок, в котором все рабочие и вспомогательные движения, необходимые для обработки заготовки, включая ее установку и снятие обработанной детали, осуществляется автоматически. Обслуживание автомата сводится к периодической наладке, подаче материала на станок и контролю обработанных деталей. Полуавтоматом называется автоматический станок, в котором часть вспомогательных движений (обычно связанных с установкой заготовок и снятием обработанных деталей) выполняется вручную.

   По  виду заготовки автоматы и полуавтоматы делят на прутковые и патронные. Прутковые станки служат для обработки деталей из прутков (круглых, квадратных или шестигранных) и труб, закрепляемых в цанговом патроне, а патронные – для обработки штучных (литых или штампованных) заготовок, устанавливаемых в кулачковых патронах или центрах. Как правило, автоматы являются прутковыми, а полуавтоматы – патронными.

   Токарные  автоматы и полуавтоматы применяют для обработки деталей сложной формы несколькими инструментами, которые устанавливаются на суппортах и в специальных приспособлениях. По степени универсальности токарные автоматы и полуавтоматы делят на универсальные, предназначенные для обработки разных деталей, и специализированные, имеющие более узкое назначение. По числу шпинделей токарные автоматы и полуавтоматы делят на одно- и многошпиндельные, по расположению шпинделей – на горизонтальные и вертикальные.

   Одношпиндельные токарные автоматы применяют в крупносерийном и массовом производствах для изготовления мелких деталей из прутков и труб. По технологическому назначению они делятся на фасонно-отрезные, продольного точения и револьверные.

   Фасонно-отрезные автоматы предназначены для изготовления коротких деталей сравнительно простой формы из прутка диаметром до 40 мм.

   Продольной  подачи эти автоматы не имеют. Перед закреплением в патроне пруток с помощью специального устройства подается отводимого упора 6.

   На  автоматах продольного точения изготовляют сравнительно длинные детали диаметром до 32 мм. Особенностью этих автоматов является то, что движение продольной подачи осуществляется в них не резцами, как обычно в станках токарной группы, а обраба-тываемым прутком.

   Одношпиндельные токарные полуавтоматы выпускаются с горизонтальным (реже вертикальным) расположением оси шпинделя. Все они являются многорезцовыми станками. Общее число режущих инструментов в наладке доходит до нескольких десятков.  Все полуавтоматы этого типа делят на три вида: многорезцовые,  копировальные и многорезцово-копировальные.

   Многорезцовые токарные полуавтоматы применяют в крупносерийном и массовом производствах для обработки ступенчатых валов, втулок, поршней, шкивов, шестерен, блоков зубчатых колес и тому подобных деталей, устанавливаемых в центрах, в патроне или на оправке. Идея многорезцовой обработки заключается в том,  что обрабатываемая поверхность заготовки разбивается по длине  на ряд участков, каждый из которых обрабатывается своим резцом. Это позволяет существенно сократить машинное время.

   По  компоновке многорезцовые полуавтоматы аналогичны универсальным токарным станкам, но отличаются наличием двух  суппортов: продольного и поперечного. На продольном суппорте устанавливают проходные резцы, которые, врезаясь на определенную глубину резания, производят затем совместное обтачивание различных поверхностей заготовки. На поперечном суппорте, совершающем движение поперечной подачи, устанавливают подрезные, фасонные и канавочные резцы.

   Копировальные полуавтоматы (моделей 1712, 1722 и др.) позволяют вести обработку при меньших мощностях привода, поскольку основной профиль заготовки обрабатывается всего одним резцом. Полуавтомат имеет гидравлический привод для перемещения суппортов и зажима заготовки, а также гидрокопировальное устройство для воспроизведения профиля детали по копиру. 

   На  копировальных полуавтоматах все  движения, кроме вращения заготовки, осуществляются от гидропривода, который обеспечивает рабочие подачи и быстрый отвод суппортов, движение копирования, поджим пиноли задней бабки, растормаживание и торможение шпинделя. Эти полуавтоматы имеют значительные преимущества перед многорезцовыми полуавтоматами, снабженными ку-лачковыми распределительными валами, так как гидравлический  Привод облегчает и упрощает автоматизацию, снижая продолжи- тельность наладочных работ и уменьшая подготовительно-заключи- тельное время.

   Третья  разновидность одношпиндельных токарных полуавтоматов - многорезцово-копироеальные (модели 1708, 1713) - сочетает  в себе лучшие качества двух предыдущих видов полуавтоматов. Это гидрофицированные станки, на которых копирование может вестись с одного-двух верхних копировальных суппортов, независимо каждым от своего копира, а один-два нижних поперечных суппорта также могут производить обработку независимо многими резцами.

   На  одношпиндельных токарных полуавтоматах  обрабатывают заготовки с наибольшим диаметром от 160 до 800 мм и длиной от 100 до 2800 мм. Эти станки могут быть оснащены автоматическими  загрузочными устройствами (т. е. превращены в автоматы) и встроены в автоматические линии.

   С целью повышения производительности в условиях крупносерийного и массового производств применяют многошпиндельные токарные автоматы и полуавтоматы, имеющие несколько (4 - 12, чаще 4, 6 или 8) одновременно работающих шпинделей. У многошпиндельных автоматов шпиндели расположены горизонтально, у многошпиндельных полуавтоматов — горизонтально или вертикально.

   На  многошпиндельных токарных автоматах производят цен-трование, черновое, чистовое и фасонное обтачивание, подрезку торцов и уступов, снятие фасок, проточку канавок, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, нарезание внутренних и наружных резьб, фрезерование шлицев, отрезку. Кроме того, можно выполнять обработку без снятия стружки: накатку рифлении, резьбы, раскатку отверстий и т. п.

   Многошпиндельные токарные автоматы выпускаются для обработки прутка максимальным диаметром от 36 до 125 мм.

   Многошпиндельные  токарные полуавтоматы предназначены для изготовления деталей из литых или штампованных заготовок, а также из кусков проката. На этих станках производят точение и растачивание цилиндрических, конических и фасонных поверхностей сверление, зенкерование. развертывание, нарезание резьбы и другие виды токарной обработки,

   Горизонтальные  многошпиндельные полуавтоматы обычно проектируют на базе шестишпиндельных автоматов. Главное отличие этих полуавтоматов состоит в том, что установку в патрон штучных заготовок производят вручную. Поэтому шпиндель, попадающий в загрузочную позицию, останавливаются для снятия готовой детали и установки новой заготовки, в то время как все остальные шпиндели продолжают вращаться, производя обработку деталей. По окончании загрузки шпиндель начинает вращаться, и после поворота шпиндельного блока заготовка, попадая в очередную позицию, обрабатывается. В загрузочной позиции имеются устройства для включения и выключения вращения шпинделя и зажима заготовки в патроне. В остальном устройство горизонтальных многошпиндельных полуавтоматов не отличается от устройства автоматов. На этих полуавтоматах отрабатывают заготовки диаметром 100 - 250 мм.

   Токарную  обработку средних и крупных  штучных заготовок удобно производить на вертикальных многошпиндельных полуавтоматах. Их вертикальная компоновка облегчает загрузку тяжелых заготовок и снятие обработанных деталей. Шпиндели станка разгружены от изгибающей нагрузки, создаваемой весом заготовки. Станок занимает мало места.

   Различают вертикальные многошпиндельные полуавтоматы параллельного и последовательного  действия. Станки параллельного действия представляют собой как бы несколько одношпиндельных станков, соединенных в единый агрегат.

   В вертикальных многошпиндельных полуавтоматах последовательного действия каждый шпиндель последовательно занимает ряд позиций, в которых производятся различные переходы в соответствии с принятым технологическим процессом.