1. Общие сведения о металлорежущих станках

Металлорежущий станок – машина, предназначенная для обработки металлических материалов резанием.

Основная классификация металлорежущих станков построена на основе технологических признаков.

В каждую из девяти групп внесены станки по определенному характерному признаку:

1. токарные;
2. сверлильные и расточные;
3. шлифовальные и доводочные;
4. станки для электрофизикохимической обработки;
5. зубо- и резьбообрабатывающие;
6. фрезерные;
7. строгальные, долбежные и протяжные;
8. разрезные;
9. разные станки.

Каждую группу подразделяют на девять типов, характеризующих назначение станков, их компоновку, степень автоматизации или вид применяемого инструмента.

Использование классификации позволяет записать модель станка в виде определенного набора цифр и букв. Первая цифра обозначает номер группы, вторая – тип, последующие одна или две цифры характеризуют какой-либо отличительный параметр.

Буква, стоящая после первой цифры, указывает на модернизацию основной базовой модели станка, а буквы в конце определяют модификацию (класс точности, систему управления и др.).

В станках с программным управлением (ПУ) в обозначение вводят индексы Ц, Т, Ф1–Ф4, которые обозначают, что этот станок с цикловой (Ц) или оперативной (Т) системой, с цикловой индексацией и преднабором координат (Ф1), с позиционной и прямоугольной (Ф2), контурной (Ф3) и универсальной (Ф4) системами. Иногда станкостроительные заводы отступают от этой классификации, но каждому заводу присвоен свой индекс из одной или двух букв, после которого проставляется порядковый номер модели станка.

Дополнительно станки можно классифицировать по ряду других признаков, например:

• по степени универсальности – специальные, специализированные, универсальные и широкоуниверсальные. Специальные станки предназначены для обработки заготовок одного типоразмера (часто – одной поверхности); специализированные – для обработки заготовок, сходных по конфигурации, но с разными в некотором диапазоне размерами; универсальные – для выполнения значительного числа операций при обработке разнообразных заготовок; широкоуниверсальные – для обработки заготовок особенно большого диапазона работ;
• по степени автоматизации – станки-автоматы, станкиполуавтоматы и станки с ручным управлением. В станкахавтоматах все основные и вспомогательные движения, необходимые для технологического цикла обработки заготовок, осуществляются без вмешательства человека; в станках-полуавтоматах весь цикл обработки заготовок производится автоматически, но для установки заготовок, пуска станка и снятия деталей необходимо вмешательство станочника. Станок с ручным управлением – это, как правило, механизированный станок, который может обладать только одной автоматической функцией (зажим заготовки или подача инструмента).

В зависимости от массы станки разделяют на легкие (до 10 т), средние (до 100 т), тяжелые и особо тяжелые (уникальные) – свыше 100 т.

В зависимости от расположения шпинделя различают станки с вертикальным, горизонтальным и наклонным расположением шпинделя.

Важнейшей характеристикой каждого станка является его геометрическая точность. Допустимые значения норм точности станков и методы их проверки указаны в паспортах. Геометрические неточности отдельных деталей станка вызывают погрешности размеров, форм и взаимного расположения обрабатываемых на нем поверхностей изделия.

В зависимости от точности выполняемых работ станки подразделяют на пять классов:

• нормальной (Н),
• повышенной (П),
• высокой (В),
• особо высокой (А) точности,
• прецизионные (С).

Классификация станочных систем строится на классификации металлорежущих станков, на основе их специализации и возможности встраивания в автоматические линии или станочные системы любой сложности.

При изучении действующих и создании новых станков и станочных систем нужно знать, какие поверхности на них обрабатывают. Все многообразие геометрических, внутренних и наружных поверхностей можно разделить на следующие классы: плоские, вращения, винтовые, зубчатые. На всех металлорежущих станках обработку поверхностей и придание им формы и размеров детали, предусмотренных чертежом, осуществляют согласованием между собой движения инструмента и заготовки. Снятие припусков с заготовки может быть реализовано перемещением инструмента относительно заготовки или заготовки относительно инструмента, одновременным движением инструмента и заготовки.

Механизмы станков сообщают заготовке и режущему инструменту два основных движения: главное и движение подачи. Главным называют движение, имеющее наибольшую скорость резания v, а движение, скорость которого определяет величину подачи, – движением подачи s. В токарных, фрезерных, сверлильных и расточных станках главное движение – вращательное, в строгальных, долбежных – возвратнопоступательное.

Скорость резания v (м/с, м/мин) — перемещение в единицу времени произвольной точки, взятой на активной части главной режущей кромки, относительно обрабатываемой поверхности заготовки.

Подача s – перемещение режущей кромки инструмента относительно обрабатываемой поверхности заготовки в единицу времени. При токарной обработке различают оборотную подачу, т. е. перемещение режущей кромки инструмента за один оборот заготовки, и минутную подачу s (мм/мин), т. е. перемещение за 1 мин. При этом s = 60s_о • n, где n – частота вращения шпинделя, с^–1.

Обозначение осей координат и направлений движения рабочих органов в станках связывают с ориентацией обрабатываемой заготовки и инструмента. При программировании операции обработки за основу принимают перемещение инструмента относительно системы координат неподвижной заготовки, оси которой параллельны прямолинейным перемещениям рабочих органов станка. В качестве примера на рисунке 1 показаны обозначение осей координат и положительные направления вращения при программировании в станках с программным управлением (ПУ).

Ось Z принимается параллельной оси шпинделя. Движение по оси Z в положительном направлении соответствует направлению отвода инструмента от заготовки. Ось X принимается параллельной поперечным направляющим. Положительное движение по оси X соответствует отводу инструмента, установленного на главном резцедержателе поперечных салазок, от оси вращения заготовки. Буквами А, В и С обозначают вращательные движения соответственно относительно осей X, Y и Z и осей, параллельных им.

При назначении элементов режимов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования. Обычно режимы резания устанавливают в следующем порядке: глубину резания t при черновой (предварительной) обработке назначают по возможности максимальную, равную всему припуску на обработку или его большей части; при чистовой (окончательной) обработке глубину резания назначают в зависимости от требований точности размеров и параметра шероховатости обработанной поверхности.

Подачу s при черновой обработке выбирают максимально возможную исходя из жесткости и прочности упругой технологической системы, мощности привода станка, прочности твердосплавной пластинки и других ограничивающих факторов, при чистовой обработке — в зависимости от требуемой степени точности и шероховатости обработанной поверхности.

Скорость резания v рассчитывают по эмпирическим формулам, установленным для каждого вида обработки.

Рис. 1. Обозначение осей координат и направлений движения рабочих органов в станках с ПУ: 1 — токарно-винторезный; 2 — токарноревольверный; 3 — токарно-лобовой; 4 — токарно-карусельный; 5, 6 — горизонтально-расточные; 7 — консольно-фрезерный горизонтальный; 8 — консольно-фрезерный вертикальный; 9 — продольнофрезерный вертикальный; 10 — продольно-фрезерный двухстоечный; 11 — продольно-фрезерный с подвижным порталом; 12 — продольно-строгальный одностоечный

Для осуществления оптимальных режимов резания станки оснащают механизмами регулирования частоты вращения валов и шпинделей, величины подачи столов и суппортов в определенных диапазонах. Различают три способа регулирования частоты вращения: бесступенчатый, ступенчатый и комбинированный. В первом случае может быть получена любая величина скорости в заданном диапазоне, во втором — ряд определенных значений регулируемого параметра в заданном диапазоне.

Чтобы иметь возможность обрабатывать детали любого диаметра в заданных пределах с оптимальной скоростью резания, необходимо бесступенчатое (плавное) регулирование частоты вращения шпинделя, которое достигается применением соответствующего привода (механического, электрического или гидравлического). Однако пока не разработаны экономически выгодные способы бесступенчатого регулирования для всех областей станкостроения, поэтому современные станки имеют в большинстве случаев приводы со ступенчатым рядом чисел оборотов. Механизмы, осуществляющие ступенчатое регулирование, надежны в эксплуатации и имеют наибольшее распространение. В станках с ПУ в настоящее время все большее распространение получает комбинированный способ регулирования частоты вращения.

У станков с прямолинейным движением рабочий орган совершает рабочий ход, когда осуществляется процесс резания, и обратный (холостой) ход, когда движущаяся часть станка возвращается в исходное положение. Рабочий и обратный ходы составляют двойной ход.

Общие сведения об электрооборудовании металлорежущих станков. Совокупность устройств, приводящих в движение рабочие органы металлорежущих станков, называют приводом. Он состоит из двигателя, являющегося источником движения, и механизмов, передающих движение рабочим органам.

В металлорежущих станках электропривод преобразует электрическую энергию в механическую. Различают электропривод главного движения, подач, быстрых перемещений и т. д. В электроприводе применяют двигатели переменного и постоянного тока, чаще асинхронные двигатели переменного трехфазного тока с короткозамкнутым ротором, который соединяют непосредственно или через ременную передачу с коробкой передач. Асинхронные двигатели бывают с одной или двумя частотами вращения (например, 50/25, 25/12,5 с^–1). В состав электропривода кроме электродвигателя и исполнительных органов станка, с которыми соединен электродвигатель, входят аппаратура управления двигателем, системы электроизмерительных приборов, электрические цепи, аппаратура защиты и др.

Обмотку короткозамкнутого ротора асинхронного электродвигателя (рис. 2, а) выполняют в виде стержней, соединенных между собой кольцами, расположенными на торцах ротора. Обмотки статора асинхронного электродвигателя соединяют в звезду или в треугольник.

Асинхронные электродвигатели с фазным ротором (рис. 2, б) имеют на роторе обмотку, аналогичную статорной.

Рис. 2. Трехфазные асинхронные двигатели: а — с короткозамкнутой обмоткой ротора; б — с фазной обмоткой ротора; 1 — сердечник статора; 2 — трехфазная обмотка статора, включаемая в сеть переменного тока; 3 — сердечник ротора; 4 — контактные кольца для соединения с пусковым или регулировочным реостатом; 5 — фазная обмотка ротора; 6 — короткозамкнутая обмотка ротора

Концы обмотки ротора через контактные кольца и щетки присоединяют к наружной цепи (например, к пусковому резистору).

Машины постоянного тока выполняют с независимым возбуждением или с самовозбуждением. Независимое возбуждение в большинстве случаев электромагнитное, т. е. на полюсах имеется обмотка возбуждения, по которой проходит постоянный ток от постороннего источника. В машинах с самовозбуждением ток для обмотки возбуждения поступает с якоря.

Возможны три варианта соединения обмотки возбуждения с обмоткой якоря: параллельное, последовательное, смешанное. В соответствии с этим различаются машины постоянного тока параллельного, последовательного и смешанного возбуждения. В последнем случае в машине имеются две обмотки возбуждения.

Двигатели постоянного тока (рис. 3) применяют для бесступенчатого изменения частоты вращения шпинделя станка или ходового винта привода подач. Наиболее часто используют двигатели с параллельным (независимым) возбуждением.

Рис. 3. Двигатель постоянного тока серии П: 1 — вентилятор; 2 — обмотка якоря; 3 — опорное кольцо; 4 — обмотка главного полюса; 5 — сердечник главного полюса; 6 — сердечник ротора; 7 — выводы секций обмотки якоря к коллектору; 8 — присоединение секций обмотки к коллектору; 9 — бракет; 10 — кольцевая траверса

Мощность, необходимую для работы станка, определяют с учетом режимов работы станка, обеспечения его высокой производительности, экономичности и безопасности обслуживания.

В связи с большим количеством различных конструкций станков и их модификаций, работающих в разных режимах, мощность электродвигателей определяют, анализируя графики нагрузки этих станков. Так, станки универсальные токарные, фрезерные и другие, работающие в цехах мелкосерийного производства (например, в ремонтно-механических цехах), имеют длительный режим работы с малоизменяющейся нагрузкой. Поэтому мощность электродвигателей таких станков выбирают по номинальной мощности станка с учетом его коэффициента полезного действия (КПД).

Для продольно-строгальных станков и других, работающих в длительном режиме и с переменной нагрузкой, мощность электродвигателей определяют по графику нагрузки методом средних потерь или эквивалентных величин. Сверлильные и заточные станки, автоматы и другие работают в повторно-кратковременном режиме, характеризуемом коэффициентом продолжительности включения (ПВ). Поэтому мощность электродвигателей таких станков определяется мощностью повторно-кратковременного режима при определенном значении ПВ.

В электросхемах станков, кроме электродвигателей, указывают все электрические аппараты. Электрическими аппаратами называют электротехнические устройства, предназначенные для включения и отключения, управления, регулирования и защиты электрооборудования и участков электрических цепей. Они осуществляют соединение или разрыв электрической цепи посредством электрических контактных соединений. Место соприкосновения элементов электрических соединений называют электрическим контактом. Детали, посредством которых образуется электрический контакт, называют контактами.

Рубильники и переключатели являются ручными неавтоматическими аппаратами управления. Рубильники и переключатели с центральной рукояткой (типов Р, П) служат только для отключения предварительно обесточенных цепей. Аппараты с боковой рукояткой, боковым и центральным рычажным приводами (РБ, РПЦ, ППЦ) могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой. Рубильники изготовляют одно-, двух- и трехполюсными, а также с боковой рукояткой и защитным кожухом.

Широко применяют совмещенный рубильник-предохранитель в закрытом стальном ящике с откидной крышкой (рис. 4, корпус блока условно снят).

Рис. 4. Рубильник-предохранитель: 1 — предохранитель; 2 — контактная стойка; 3 — рукоятка

Достоинствами этой конструкции являются компактность и безопасность обслуживания. В отключенном состоянии предохранители 1 не находятся под напряжением и могут быть сняты. Включить рукоятку 3 рубильника можно лишь при закрытой крышке, а открыть крышку – при отключенном рубильнике. Провода от сети подсоединяют только к верхним контактным стойкам 2 рубильника.

Пакетные выключатели (рис. 5) и переключатели применяют как коммутационные аппараты в цепях переменного тока напряжением до 440 В, частотой 50 и 60 Гц и в цепях постоянного тока (220 В). Их выпускают на один, два или три полюса в виде пакетов из изолирующего материала, внутри которого монтируют подвижные плоские скользящие контакты.

Кнопки управления (рис. 6) применяют для дистанционного управления электромагнитными пускателями и контакторами.

Рис. 5. Пакетный выключатель: 1 — рукоятка; 2 — валик; 3, 5 — неподвижные и подвижные контакты; 4 — кольцо-пакет; 6 — стяжная шпилька; 7 — крышка; 8 — упор; 9 — пружина; 10 — фиксирующий выступ; 11 — дугогасительная шайба

Рис. 6. Кнопочный элемент: 1 — толкательная головка; 2 — верхняя пара контактов; 3 — подвижный контакт; 4 — нижняя пара контактов; 5 — стержень

Для автоматического включения, отключения или переключения электрических цепей в зависимости от промежуточного или конечного положения подвижных рабочих органов станка применяют путевые и конечные выключатели.

Выключатель (рис. 7) имеет корпус 7 с крышкой 8, в котором на стойке 1 из диэлектрика укреплены неподвижные 2 и подвижные 4 (мостиковые) контакты. При воздействии подвижного органа станка на штифт 6 вместе с ним перемещается стержень 3 с контактами 4. В результате размыкается верхняя пара контактов и замыкается нижняя пара, происходит переключение контактов. Возврат контактов в исходное положение производится пружиной 5.

Рис. 7. Конечный выключатель: 1 — стойка; 2 — неподвижные контакты; 3 — стержень; 4 — подвижные контакты; 5 — пружина; 6 — штифт; 7 — корпус; 8 — крышка

Воздушный выключатель (автомат) предназначен для автоматического размыкания электрических цепей при ненормальных режимах и для нечастых оперативных переключений при нормальных режимах работы. При определенных условиях он, наряду с функциями аппарата защиты, может совмещать функции рубильника.

В автоматах для гашения дуги используют воздух, поэтому автоматы называют воздушными (рис. 8).

Рис. 8. Воздушный автомат: 1 — главные контакты; 2 — дугогасительная система; 3 — привод; 4 — механизм свободного расцепителя; 5 — расцепитель; 6 — вспомогательные контакты

В автомате различают следующие основные элементы: контакты с дугогасительной системой, привод, механизм свободного расцепления, расцепители и вспомогательные контакты.

Контакты аппаратов, рассчитанные на длительные номинальные токи и воздействие дуги при отключении токов короткого замыкания, замыкают с помощью ручного или механического привода.

Размыкание контактов происходит автоматически в случае изменения состояния цепи. Дугогасительная система предназначена для гашения дуги, возникающей при отключении цепи автоматом.

Устройство, с помощью которого размыкается цепь при отклонении электрических параметров за установленные пределы, называют расцепителем. Чаще всего оно представляет собой электромагнитные термобиметаллические механизмы, а также электронные устройства серий электротехнического назначения. Механизм свободного расцепления обеспечивает отключение автомата даже тогда, когда рукоятку удерживают во включенном положении. Вспомогательные контакты служат для переключения в цепях управления, блокировки и сигнализации при изменении положения автомата.

Аппараты, предназначенные для дистанционного частого включения или отключения силовых цепей при нормальном режиме работы, называют контакторами.

Конструкция трехполюсного контактора переменного тока показана на рисунке 9.

Рис. 9. Трехполюсный контактор переменного тока: 1 — сердечник; 2 — катушка; 3 — якорь; 4 — валик

Электромагнитная система контактора переменного тока состоит из катушки 2, неподвижного сердечника 1 и якоря 3, укрепленного на валике 4. При включении катушки контактора в сеть переменного тока якорь притягивается к сердечнику, при этом валик контактора, на котором укреплены подвижные силовые контакты, поворачивается, и главные контакты замыкаются.

Магнитные пускатели — устройства, состоящие, как правило, из трехполюсного контактора, встроенных тепловых реле и вспомогательных контактов.

Принцип работы схемы магнитного пускателя с катушкой на 220 В тот же, что и с катушкой на 308 В (рис. 10, 11).

Рис. 10. Нереверсивная схема магнитного пускателя с катушкой на 220 В КМ1

Рис. 11. Реверсивная схема магнитного пускателя с катушкой на 380 В

Тепловые реле служат для защиты электроприемников от перегрузок. Устройство однофазного теплового реле ТРП показано на рисунке 12. При нагреве U-образного биметаллического элемента 3 его свободный конец, перемещаясь, уменьшает наклон пружины 2, которая удерживает в равновесии контактное коромысло 1. Когда пружина наклонится в противоположную сторону, равновесие коромысла нарушится.

Оно резко повернется по ходу часовой стрелки и разомкнет контакты. Реле имеет устройство плавной регулировки тока срабатывания в пределах ±25 % номинального тока. Промышленность выпускает однофазные и двухфазные реле РТП. Оба типа реле широко используют комплектно с пускателями и контакторами.

Рис. 12. Тепловое реле ТРП: 1 — контактное коромысло; 2 — контактная пружина; 3 — биметаллический элемент; 4 — кнопка возврата пружины; 5 — указатель регулятора уставок; 6 — нагреватель; 7 — зажим главной цепи; 8 — зажим цепи управления; 9 — механизм регулирования уставки; 10 — контакты

Рассмотренные выше аппараты используются в электрооборудовании станков, а взаимодействие их определяется принципиальной электрической схемой.

На рисунке 13 представлена принципиальная схема электрооборудования токарного станка мод. 16К20. Она обеспечивает управление четырьмя электродвигателями: главного привода М1, быстрых перемещений М2, электронасоса М3 и гидростанции М4 (при наличии гидросуппорта).

Для пуска электродвигателей М1 и М4 нажимают кнопку S4, которая замыкает цепь катушки контактора К1, переводя его на самопитание. Остановку электродвигателя главного привода М1 осуществляют нажатием кнопки S3.

Рис. 13. Принципиальная электрическая схема токарного станка мод. 16К20

Электродвигателями М1 и М2 управляют путем нажатия толчковой кнопки, встроенной в рукоятку фартука и воздействующей на конечный выключатель S8. Пуск и остановка электродвигателя М3 осуществляются переключателем S7. Электродвигатели М3 и М1 сблокированы и включение М1 возможно только после замыкания контактов пускателя К1.

Холостой ход электродвигателя М1 в схеме ограничивает реле времени К3. При нейтральных положениях рукояток включения фрикционной муфты главного привода нормально закрытый контакт конечного выключателя S6 замыкается и включает реле времени К3, которое с установленной выдержкой времени отключает электродвигатель Мl.

В электросхеме предусмотрены блокировочные устройства. Если ошибочно пытаются открыть дверь электрошкафа работающего станка, то срабатывает путевой выключатель S1, который возбуждает катушку дистанционного расцепителя F1, в результате чего автоматический выключатель отключает электрооборудование станка от сети, одновременно индикатор напряжения (лампа) Н3 гаснет. Если при работе открывают кожух сменных колес, срабатывает микропереключатель S5, который отключает электродвигатель Мl.

При проведении пусконаладочных работ переключатель S2 устанавливают в положение 1, а при их окончании — в положение 2, иначе при закрывании двери электрошкафа отключится вводный автоматический выключатель.

В электросхеме предусмотрено подключение лампы Н2 для освещения рабочей зоны станка, которая включается выключателем S9. Двигатели от перегрузок защищены тепловыми реле F5, F6, F7. Электроаппаратуру управления станком помещают в электрошкаф. Соединительные провода между шкафом управления и электроаппаратами, расположенными в станке и вне его, размещают в металлических трубах или в металлорукавах. Соединения проводов выполняют с помощью разветвительных коробок. Электроэнергию к электрошкафу подводят от цеховых распределительных шинопроводов.

Общие сведения об исполнительных органах гидро- и пневмосистем станков. Исполнительные органы предназначены для преобразования энергии масла в гидросистеме (или сжатого воздуха в пневмосистеме) в механическую энергию, используемую для перемещения рабочих органов станка, и поэтому их принято называть гидродвигателями (или пневмоприводами). К ним относят гидроцилиндры, роторные, пластинчатые гидродвигатели и др.

Для получения угловых периодических движений применяют пластинчатые поворотные гидродвигатели.

Гидроцилиндры – объемные гидродвигатели с возвратнопоступательным (прямолинейным) движением исполнительных органов станка. В зависимости от направления движения исполнительных органов станка их классифицируют на одностороннего и двустороннего действия. В зависимости от конструкции рабочего органа гидроцилиндры изготовляют с односторонним и с двусторонним штоком, диафрагменные, плунжерные, сильфонные.

В гидроцилиндрах одностороннего действия движение исполнительных органов станка (выходного звена) возможно только в одном направлении. В гидроцилиндрах двустороннего действия движение исполнительных органов станка (выходного звена) возможно в двух противоположных направлениях.

Схема гидропривода приведена на рисунке 14.

Рис. 14. Схема гидропривода: 1 — бак; 2 — насос; 3 — трубопровод; 4 — гидрораспределитель; 5 — рукоятка; 6 — манометр; 7 — трубопроводы к гидродвигателю; 8 — гидродвигатель; 9 — лопасть; 10 — упор; 11, 13, 14 — трубопроводы; 12 — клапан

Из бака 1 жидкость поступает в насос 2 и далее по трубопроводу 3 под давлением – в гидрораспределитель 4, а из него по трубопроводу 7 в гидродвигатель 8 – лопастный цилиндр, который соединен с механизмом зажима заготовки. Направления вращения лопасти 9 цилиндра изменяют рукояткой 5 (или электромагнитом вместо нее) гидрораспределителя. Скорость поворота лопасти до упора 10 регулируется клапаном 12 путем изменения давления жидкости в трубопроводе 7, которое определяют по манометру 6. Отработавшая жидкость и возможные утечки сливаются в бак по трубопроводам 11, 13 и 14.

По аналогичной схеме работает пневмопривод с той лишь разницей, что воздух под давлением может подаваться также из централизованной пневмосети, а отработанный воздух и утечки выбрасываются в атмосферу. Постоянное по скорости движение электродвигателя насоса 2 преобразуется в изменяемое по скорости и направлению движение гидроили пневмодвигателя.

Гидронасос, фильтр, клапаны, гидрораспределители, исполнительные силовые агрегаты называют элементами гидросистемы. Неподвижные элементы соединяют металлическими бесшовными трубами, а подвижные – резинотканевыми и пластмассовыми трубами.

Пневмоприводы по конструкции силовой части делят на поршневые (пневмоцилиндры) и диафрагменные (пневмокамеры). Поршневые цилиндры применяют, когда необходим большой ход штока. По принципу действия поршневые цилиндры не отличаются от поршневых гидроцилиндров.

Пневмокамеры применяют, когда шток при небольшом ходе должен передавать значительные усилия (например, зажимным устройствам). Пневмокамеру (рис. 15) крепят к корпусу устройства фланцем с болтами 6. Сжатый воздух при подаче попадает через отверстие 1 в бесштоковую полость пневмокамеры, которая образуется с одной стороны крышкой 2, а с другой – эластичной диафрагмой 3, зажатой крышкой по наружному диаметру D и по внутреннему диаметру d диском 4 со штоком 5. Воздух перемешает диафрагму вправо вместе с диском и штоком, который соединен с зажимным механизмом. При подаче сжатого воздуха в отверстие 7 диафрагма вместе с присоединенными к ней деталями возвращается в исходное положение.

Рис. 15. Пневмокамера двустороннего действия: 1, 7 — отверстия для трубок, подающих воздух; 2 — крышка; 3 — диафрагма; 4 — диск; 5 — шток; 6 — болт 

2. Сверлильные и расточные станки

Рассмотрим принцип работы вертикально-, радиальносверлильных и координатно-расточного станков.

Вертикально-сверлильный станок. Принцип работы вертикально-сверлильного станка рассмотрим на примере станка мод. 2Б12Б.

Для отключения автоматической подачи на ходу достаточно удержать штурвал, вместе с которым остановится муфта, имеющая возможность повернуться относительно вала. При этом обойма отжимается осевой силой, возникающей благодаря наклону зубцов дисков, а также усилием пружины.

При механической подаче можно производить ускоренную ручную подачу (опережение).

Автоматическое отключение подачи при заданной глубине сверления осуществляется упором, устанавливаемым в соответствующем положении на круглой рейке.

Смазка деталей механизма подачи осуществляется заполнением масляного резервуара в кронштейне подачи до отмеченного уровня.

Питание электросхемы станка осуществляется от сети переменного трехфазного тока напряжением 380 В. Подключение электроаппаратов управления и работы станка выполнено в соответствии с принципиальной электрической схемой (рис. 16).

Рис. 16. Принципиальная электрическая схема вертикально-сверлильного станка мод. 2Б12Б

На станке установлено следующее электрооборудование.

1. Электродвигатель асинхронный трехфазный с короткозамкнутыми ротором мощностью 3 кВт, 1430 об/мин, форма исполнения М101, тип АОЛ2-32-4С2.
2. Электронасос с короткозамкнутым ротором мощностью 0,125 кВт, 2800 об/мин, производительностью 22 л/мин, тип П-22.
3. Магнитный пускатель с катушкой на напряжение 380 В, с двумя блок-контактами, с тепловыми элементами на 8 А, тип ПМЕ-222.
4. Понижающий трансформатор для местного освещения 380/36 В, тип АМО-3.
5. Кронштейн местного освещения, тип К-1М.

Радиально-сверлильный станок мод. 2К52-1. Станок 2К52-1 (рис. 17) предназначен для обработки отверстий в средних и крупных деталях. Применяется в индивидуальном, мелкосерийном и серийном производствах.

Рис. 17. Станок радиально-сверлильный мод. 2К52-1

На станке можно выполнять сверление, рассверливание, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы в разных плоскостях и под разными углами. Вид климатического исполнения УХЛ-4.

Техническая характеристика станка 2К52-1

Параметр	Данные
Класс точности	Н
Наибольший условный диаметр сверления (сталь 45)	25
Наибольший диаметр нарезаемой резьбы (сталь 45)	М16
Вылет шпинделя (расстояние от оси шпинделя до образующей колонны, измеренное в плоскости, параллельной направляющим рукава и проходящей через ось колонны), мм:
наименьший	300
наибольший	800
Наибольший крутящий момент на шпинделе, Н∙м	90
Наибольшее усилие подачи, Н	5000
Мощность главного привода, кВт	1,5
Габариты станка, мм:
длина	1760
ширина	915
высота	1970
Масса станка, кг	1250
Срок службы станка до первого капитального ремонта, лет	13
Наработка на отказ в отработанных тыс. ч	1,0

Электроаппараты (за исключением нескольких аппаратов) смонтированы на панели управления с задней стороны бочки станка.

На станке установлен один трехфазный короткозамкнутый асинхронный электродвигатель мощностью 1,5 кВт для привода шпинделя и перемещения бочки. По особому заказу могут быть установлены электронасос Х14-22М и электромеханическая зажимная головка.

В станке могут применяться следующие значения напряжения переменного тока:

• силовая цепь 3 (50, 60 Гц) – 220, 380, 400, 415, 440 В;
• цепь управления 50, 60 Гц – 110 и 220 В;
• цепь местного освещения 50, 60 Гц – 24 В;
• цепь сигнализации 50, 60 Гц – 5 В.

Выбор рабочего напряжения силовой цепи и цепи управления производится заказчиком. Если параметры электрической сети заказчиком не указаны, станок поставляется со следующими значениями напряжения: силовая цепь 3 (50 Гц) – 380 В; цепь управления – 110 В.

Расход электроэнергии при использовании номинальной мощности главного привода, включенном электронасосе охлаждения и приводе механизированного зажима – не более 2,1 кВт ∙ ч.

При первоначальном пуске станка внешним осмотром необходимо проверить надежность заземления и качество монтажа электрооборудования. С помощью органов управления проверить четкость срабатывания магнитных пускателей и реле, а также направление вращения электродвигателей. Только убедившись в четкой работе всех электроаппаратов и правильном вращении электродвигателей, можно приступать к опробованию станка в работе.

На рисунке 18 приведена принципиальная электрическая схема для всех конструктивных исполнений радиальносверлильного станка.

Рис. 18. Принципиальная электрическая схема радиально-сверлильного станка мод. 2К52-1

Перечень элементов принципиальной электрической схемы

Обозначение	Наименование	Количество
Е1	Светильник НКС01×100/П20-0,5	1
F1, F2	Выключатели АЕ2026-10УЗ	1
F3, F4	Реле тепловое РТБ-0	2
F5, F6	Предохранители ПРС-6-П с плавкой вставкой ПВД-2 (ток плавкой вставки 2 А)	2
К1, К2, К3	Пускатели магнитные ПМЕ-1 ПУЗ	3
К4, К5	Пускатели магнитные ПМЕ-1 ПУЗ	2
К6, К7	Реле времени РВП-72-3221-00У4	2
Мl	Электронасос П-25МУХЛ4	1
М2	Электродвигатель АИР80В4УЗ	1
М3	Электромеханическая зажимная головка	1
H1	Арматура сигнальная, цвет плафона зеленый АС-0	1
S1	Кнопка КЕ-201УЗ	1
S2	Кнопка КЕ-181УЗ	1
S3, S4	Микропереключатели МП1107, исп. 1	2
S5, S6	Микропереключатели МП1105, исп. 1	2
S7, S10	Кнопка КЕ-181УЗ	2
S8	Микропереключатель Д703	1
S9	Тумблер ТП1-2	1
S12	Тумблер ТП1-2	1
T1	Трансформатор ОСМ1-01УЗ	1
XI	Колодка ШР32П12ЭШ1	1
–	Вставка ШР32У12НГ1	1
XI	Колодка ШР28П7ЭШ9	1
–	Вставка ШР28П7НГ9	1
X2	Колодка ШР16П2ЭГ5	1
–	Вставка ШР16П2НШ5	1
X3	Колодка ШР20ПЗЭ17	1
–	Вставка ШР20ПЗНШ7	1

Работу на станке 2К52-1 без электромеханизированного зажима колонны и охлаждения необходимо начинать в следующем порядке:

• рукоятку командоаппарата установить в нейтральное положение;
• поворотом рычажка вводного автоматического выключателя F1 произвести включение;
• нажать на толкатель кнопки S2 для проведения в готовность электрической цепи управления станком. При этом загорается зеленая лампа Н1 «Станок готов к работе». Помните! Станок не включится, если рукоятка командоаппарата будет находиться в рабочем положении;
• поворотом рукоятки командоаппарата включить электродвигатель М2 привода шпинделя и перемещение бочки.

Остановка вращения шпинделя (либо перемещение бочки) происходит при возврате командоаппарата в нейтральное положение.

Включение, отключение и реверсирование электродвигателя осуществляется рукояткой командоаппарата.

Для аварийной остановки станка следует нажать на красный толкатель кнопки S1 или отключить вводной выключатель F1. При этом гаснет лампа Н1.

При установке на станок электронасоса его включение производится поворотом рычажка автоматического выключателя F2 в положение 1. При установке электромеханизированной зажимной головки зажим и отжим колонны могут осуществляться при нажатии на толкатели кнопок S7 и S10, расположенных на пульте управления, либо при перемещении рукоятки на каретке станка.

Для выбора органов управления зажимом и отжимом служит тумблер S9. Продолжительность зажима и отжима определяется временем, на которое настраиваются реле времени К6 и К7. Реле настраиваются так, чтобы времени на разжим было несколько больше, чем времени на зажим. Время зажима колонны составляет примерно 2–3 с.

Внимание! Нельзя производить перестройку выдержки времени, если реле находится в рабочем состоянии.

На станке установлен светильник Е1 местного освещения. Дополнительно предусмотрен штепсельный разъем Х2 для подключения переносного светильника.

Защита электродвигателей и трансформатора от токов короткого замыкания производится автоматическими выключателями, защита цепей управления и освещения – предохранителями. Защита электродвигателей от длительных перегрузок осуществляется тепловыми реле.

Станок заземляется подключением к специальному винту заземления защитного провода, надежно присоединенного к цеховому контуру заземления.

Запомните! При отключенном вводном автоматическом выключателе его зажимы и вводной клеммный набор Х6 находятся под напряжением питающей сети.

Координатно-расточной станок мод. 2А450. Станок мод. 2А450 (рис. 19) предназначен для обработки отверстий точным расположением осей, размеры между которыми заданы в прямоугольной системе координат.

Рис. 19. Общий вид координатно-расточного станка мод. 2А450

Наряду с расточкой на станке при необходимости можно выполнять сверление, легкое (чистовое) фрезерование, разметку и проверку линейных размеров, в частности межцентровых расстояний.

Применяя поставляемые со станком поворотные столы и другие принадлежности, можно производить обработку отверстий, заданных в системе координат, наклонных и взаимно перпендикулярных отверстий и проточку торцовых плоскостей.

Станок пригоден как для работы в инструментальных цехах (обработка кондукторов и приспособлений), так и в производственных цехах для точной обработки деталей без специальной оснастки.

Станок оборудован оптическими экранными отсчетными устройствами, позволяющими отсчитывать целую и дробную части координатного размера в одном месте.

В условиях нормальной эксплуатации станок обеспечивает точность установки межцентровых расстояний: в прямоугольной системе координат – 0,004 мм.

Прежде чем приступить к установке станка, к подключению к электросети и к работе на нем, следует внимательно изучить соответствующие разделы руководства.

Техническая характеристика станка 2А450

Параметр	Данные
Рабочая поверхность стола (длина × ширина), мм	1100 × 630
Наибольшее перемещение стола, мм: продольное поперечное	1000 630
Расстояние от зеркала стола до торца шпинделя, мм: наибольшее наименьшее	750 250
Наибольший ход шпинделя, мм	250
Вылет шпинделя от стойки, мм	710
Пределы чисел оборотов шпинделя (бесступенчатое регулирование в пределах каждой ступени), мин	50/2000
Число оборотов медленного вращения шпинделя, мин	Не более 10 на низшей ступени
Пределы подач на один оборот шпинделя (бесступенчатое регулирование), мм	0,03/0,16
Приемный конус шпинделя	Специальный конус
Наибольший конус закрепляемого инструмента	№ 4
Наибольший диаметр сверления по стали в сплошном материале, мм	30
Наибольший диаметр расточки, мм	250
Допустимая масса обрабатываемого изделия при установке на столе станка, кг	600
Величина ускоренного перемещения стола и салазок, мм/мин	1200
Скорость перемещения изделия при фрезеровании, мм/мин	30/200
Цена деления отсчетного растра установки координат, мм	0,002
Электродвигатель привода шпинделя: мощность, кВт число, об/мин	2 700/2800
Электродвигатели привода стола и салазок: номинальная мощность, кВт номинальное число, об/мин	0,245 3600
Габариты станка, включая ход стола и салазок (длина × ширина × высота), мм	2670 × 3305 × 2600
Масса станка (без электрошкафа и принадлежностей), кг	7300

Нормально станок комплектуется электрооборудованием на напряжение 380 В, 50 Гц.

3. Шлифовальные станки

Классификация. По принятой классификации группу станков, работающих абразивным инструментом, обозначают цифрой 3 (первая цифра в обозначении модели). Вторая цифра указывает тип станка:

• 1 – круглошлифовальные;
• 2 – внутришлифовальные;
• 3 – обдирочно-шлифовальные;
• 4 – специализированные шлифовальные;
• 5 – продольно-шлифовальные;
• 6 – заточные;
• 7 – плоскошлифовальные с прямоугольным или круглым столом;
• 8 – притирочные и полировальные;
• 9 – разные станки, работающие абразивным инструментом.

Если необходимо указать, что рассматриваемая конструкция станка усовершенствована, т. е. принадлежит к новому поколению станков, то в условное обозначение вводят букву, например А (3А64).

Специальные станки обозначают, как правило, условными заводскими номерами. Этот шифр станка не дает конкретных сведений о нем, следовательно, необходима дополнительная информация. Она обычно изложена в паспорте станка.

Станки шлифовальной группы современных моделей предназначены для изготовления деталей с малыми отклонениями формы, размеров, малыми параметрами шероховатости поверхности и отличаются высокой производительностью.

Обработку резанием, выполняемую множеством абразивных зерен, называют абразивной.

Шлифование – это резание металлов абразивными кругами. При шлифовании главными движениями резания являются движения инструмента. Различают шлифование периферией абразивного круга и торцом круга. В первом случае режущей частью является наружная поверхность круга, а во втором – торец круга.

В зависимости от расположения и формы обрабатываемой заготовки шлифование подразделяют на следующие виды: наружное – обрабатывается наружная поверхность заготовки; внутреннее – обрабатывается внутренняя поверхность заготовки; плоское – обрабатывается плоская поверхность; профильное – обрабатывается поверхность, образующая которой представляет собой кривую или ломаную линию.

Шлифование поверхности вращения называют круглым шлифованием, сферической поверхности – сферошлифованием, боковых поверхностей зубьев зубчатых колес – зубошлифованием, боковых сторон и впадин профиля резьбы – резьбошлифованием, шлицевых поверхностей – шлицешлифованием.

Различают также шлифование в центрах (если заготовку крепят в центрах) и в патроне (если заготовку крепят в патроне). В машиностроении чаще применяют круглое (наружное и внутреннее) и плоское шлифование.

Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого количества мелких зерен, абразивного материала, соединенных клеящим веществом – связкой керамической, вулканитовой или металлической. Процесс шлифования состоит в том, что вращающийся шлифовальный круг, соприкасаясь с металлом острыми гранями абразивных зерен, снимает с поверхности заготовки слой металла.

Для шлифовальной обработки применяются круги, размеры которых соответствуют техническим условиям с повышенными требованиями к его однородности. Размеры круга, его форма и характеристики обычно заранее определены в технологических картах обработки. По этим параметрам подбирают круг соответствующей марки. Например, шлифовальный круг ЧАЗ ПП 600 × 200 × 203 24А 12 П СМ 5 32 2 кл АА, маркировка которого обозначает: ЧАЗ – Челябинский абразивный завод, ПП – форма круга, 600 × 200 × 203 – размеры круга, мм (диаметр наружной поверхности × высота × диаметр отверстия); 24А – марка материала (белый электрокорунд); 12 – номер зернистости; П – индекс зернистости; СМ – степень твердости; 5 – номер структуры; 32 – рабочая скорость; м/с; 2 кл — класс неуравновешенности; АА – класс точности.

Круглошлифовальные станки. Для продольного и врезного шлифования наружных цилиндрических, пологих конических и торцовых поверхностей с установкой заготовок в центрах или в патроне применяют круглошлифовальные центровые станки (рис. 20). Станок состоит из станины 20 с направляющими, на которых смонтирован нижний стол 19, несущий на себе поворотный верхний стол 18 с передней 2 и задней 12 бабками. В задней бабке имеются рукоятки 11 для ручного зажима пиноли бабки. Верхний стол 18 при шлифовании конусов может поворачиваться вокруг оси 16, закрепленной на нижнем столе 19. Перемещение нижнего стола по направляющим станины может осуществляться вручную от маховика 17 через специальный механизм или механически от гидравлического цилиндра, находящегося в станине.

На поперечных направляющих станины смонтирована шлифовальная бабка 7 с механизмом быстрого подвода ее к заготовке. На корпусе шлифовальной бабки закреплен механизм поперечных подач 8 с маховиком 6 для ручного поперечного движения подачи, рукоятками включения автоматических подач и дросселями регулирования скорости черновой и чистовой подач. Здесь же установлен механизм автоматической правки круга 5.

На лицевой стороне станины расположена панель гидроуправления 14 с рукояткой 13 быстрого подвода-отвода шлифовальной бабки, дросселями регулирования реверса и скорости стола. Гидравлический отвод пиноли задней бабки 12 производится педалью.

На стойке смонтирован пульт управления 9 с пусковыми кнопками и переключателями. С левой стороны станка расположен электрошкаф 1, а с правой — гидростанция 10. Подача смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) осуществляется рукояткой 3. При необходимости на станке может быть установлен люнет 4.

Рис. 20. Круглошлифовальный центровой станок мод. 3М151Ф2: 1 — электрошкаф; 2 — передняя бабка; 3, 11, 13 — рукоятки; 4 — люнет; 5 — механизм автоматической правки круга; 6, 17 — маховики; 7 — шлифовальная бабка; 8 — механизм поперечных подач; 9 — пульт управления; 10 — гидростанция; 12 — задняя бабка; 14 — панель гидроуправления; 15 — педаль; 16 — ось; 18, 19 — соответственно верхний и нижний столы; 20 — станина

Плоскошлифовальные станки. Плоское шлифование часто применяют вместо чистового строгания, чистового фрезерования и шабрения. Плоские поверхности можно шлифовать периферией абразивного круга и торцом круга. Разновидностью плоского шлифования является профильное шлифование, выполняемое на плоскошлифовальных станках.

Шлифование производится поперечными рабочими ходами, при этом поперечная подача круга (детали) вдоль оси шпинделя осуществляется за каждый ход стола; круг снимает слой материала толщиной, равной глубине резания, и шириной, равной поперечной подаче круга за один ход стола. После рабочего хода вдоль всей шлифуемой поверхности круг устанавливают на определенную глубину и снимают следующий слой. Рабочие ходы повторяются до полного удаления припуска. При глубинном шлифовании круг снимает основную часть припуска за каждый ход стола; после каждого хода стола круг (стол) перемещается вдоль оси шпинделя на расстояние (3/4–4/5) Н; оставшуюся часть припуска (0,01–0,02 мм) снимают предыдущим способом.

При шлифовании ступенчатым кругом основная часть припуска распределяется между отдельными ступенями круга и снимается за один рабочий ход; последняя ступень снимает небольшой слой материала; затем выполняют чистовое шлифование поперечными рабочими ходами.

Плоскошлифовальные станки по принципу работы делят на станки для шлифования периферией и торцом круга; по форме стола и характеру его движения – на станки с возвратно-поступательным и вращательным движением стола; по степени универсальности – на универсальные, полуавтоматические и автоматические. Плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом выпускают с горизонтальным и вертикальным шпинделем; неавтоматизированные и полуавтоматические станки – с приборами активного контроля.

В мелкосерийном и среднесерийном производстве чаще используют плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем. В массовом производстве наибольшее распространение получили станки с круглым столом, а также двусторонние торцешлифовальные станки с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделей.

Плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем общего назначения показан на рисунке 21. На станине 1 станка установлен стол 5, совершающий возвратно-поступательное перемещение по направляющим от гидроцилиндра, расположенного в станине. Закрепление заготовок обычно производят с помощью магнитной плиты 12, привинченной к столу. На станине смонтирована стойка 9, несущая шлифовальную бабку 10 с горизонтальным шпинделем шлифовального круга 11, закрытого кожухом 7. Механизмы подач, находящиеся в станине шлифовальной бабки, сообщают поперечное движение подачи (после каждого двойного хода стола) и вертикальное движение подачи (после каждого рабочего хода по снятию припуска со всей обработанной поверхности заготовки). Шпиндель вращается от электродвигателя, встроенного в шлифовальную бабку.

Рис. 21. Устройство плоскошлифовального станка с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем: 1 — станина; 2 — панель; 3, 8 — маховики; 4 — пульт управления; 5 — стол; 6, 7 — кожухи; 9 — стойка; 10 — шлифовальная бабка; 11 — шлифовальный круг; 12 — магнитная плита; 13 — гидростанция; 14 — насос

Механизмы подач работают от гидроцилиндров, в которые поступает масло от гидростанции 13, управляемой от панели 2. Установочные ручные перемещения стола (в продольном направлении) осуществляют маховиком 3, а шлифовальной бабки (в вертикальном направлении) – маховиком 8. Включение и отключение станка производят с пульта управления 4. Во время работы магнитная плита с обрабатываемой заготовкой закрывается кожухом 6. Подача СОЖ обеспечивается от бачка с насосом 14.

Плоскошлифовальный станок высокой точности с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем мод. 3Л722В предназначен для обработки плоских поверхностей периферией и торцом шлифовального круга, а также фасонных поверхностей профилированным кругом. Класс точности станка В. Шлифуемые детали в зависимости от материала, формы и размеров закрепляются на электромагнитной плите или непосредственно на рабочей поверхности стола. Компоновка станка и конструкция шпинделя на подшипниках качения обеспечивают высокую жесткость шлифовальной бабки независимо от положения шлифовального круга над столом и исключают влияние массы перемещающихся узлов на точность обработки.

Применение на направляющих стола и салазок фторопластовой ленты с низким коэффициентом трения и винтовых пар качения в механизмах вертикальной и поперечной подач позволяет достигнуть малых скоростей перемещения рабочих органов и получить стабильную высокую точность обрабатываемых деталей.

Устройство цифровой индикации для визуального контроля величины вертикального перемещения шлифовальной бабки в процессе обработки, система дистанционного управления местом и величиной продольного перемещения стола и поперечного перемещения стойки позволяют повысить производительность станка и обеспечивают удобство обслуживания. Вынесенный гидропривод с системой стабилизации температуры масла и централизованная система смазки обеспечивают уменьшение тепловых деформаций, увеличение срока службы станка и сохранение точностных параметров при длительной работе. Для безопасной работы на станке предусмотрены необходимые ограждающие устройства, блокировки и аварийный отвод шлифовального круга от детали.

Техническая характеристика станка мод. 3Л722В

Параметр	Данные
Наибольшие размеры обрабатываемых деталей на столе (ширина × длина × высота), мм	320 × 1250 × 400
Наибольшие размеры обрабатываемых деталей на столе (ширина × длина), мм	450 × 1250
Наибольшая масса обрабатываемых изделий, кг:
на электромагнитной плите	400
на столе	600
Размеры рабочей поверхности стола (ширина × длина), мм	320 × 1250
Продольное перемещение стола, мм	300–1470
Скорость продольного перемещения стола (регулирование бесступенчатое), м/мин	1–35
Вертикальное перемещение шлифовальной бабки, мм:
наибольшее	415
на одно деление лимба	0,002
при толчковой и автоматической подаче	0,002–0,1
Скорость вертикального перемещения шлифовальной
бабки, мм/мин:
при ускоренном перемещении	200
при замедленном перемещении	9,2
Шлифовальный круг	ПП 450 × 80 × 203
Частота вращения шпинделя, c–1	24,33
Мощность электродвигателя шлифовальной плоскости, кВт ∙ ч	11
Поперечное перемещение стойки со шлифовальной
бабкой, мм:
наибольшее	430
на одно деление лимба	0,02
Скорость поперечного перемещения стойки со шлифо-
вальной бабкой, м/мин:
при ускоренном перемещении	1,2
в режиме правки	0,15
Прерывистая поперечная подача стойки и шлифовальной бабки на ход стола (регулирование бесступенчатое), мм	1–60
Габариты станка с приставным оборудованием, мм	4560 × 2660 × 2650
Масса станка с приставным оборудованием, кг	7150

Бесцентровые круглошлифовальные станки. При бесцентровом шлифовании формообразование изделия происходит при контакте заготовки с ведущим и шлифовальным кругами и опорным ножом 3 (рис. 22). Во время обработки заготовка 4, имеющая исходную погрешность, постепенно приобретает форму, приближающуюся к форме цилиндра. Этот эффект усиливается при применении специального ножа, при более высоком расположении заготовки над линией центров шлифовального и ведущего кругов, а также при увеличении частоты вращения обрабатываемого изделия.

Рис. 22. Принципиальные схемы бесцентровых круглошлифовальных станков: с горизонтальной линией центров: а — с неподвижной шлифовальной бабкой; б — с подвижными бабками; с наклонной линией центров: в — с неподвижной шлифовальной бабкой; г, д — с подвижными бабками и неподвижным суппортом; е — с двумя ведущими кругами; 1 — бабка шлифовального круга; 2 — бабка ведущего круга; 3 — опорный нож; 4 — заготовка

Обрабатываемая деталь вращается свободно, без закрепления в призме, образованной опорным ножом и ведущим кругом бабки 2. Это исключает деформации детали при ее зажиме, а вращение в призме позволяет эффективно устранять отклонения от крутости шлифуемой поверхности. Для качественной обработки необходимо, чтобы деталь начала вращаться до касания ее шлифовальным кругом бабки 1, что в значительной степени определяется состоянием опорного ножа.

Нож должен быть с прямолинейной опорной поверхностью высокой твердости и с параметрами шероховатости Ra 0,08–0,16 мкм с тем, чтобы коэффициент трения между деталью и ножом был минимальным. Наиболее распространенными бесцентровыми круглошлифовальными станками являются полуавтоматы моделей 3Д180, 3М184И, 3М185 высокой точности, полуавтоматы моделей 3М182А и 3М184А особо высокой точности, а также станки-автоматы моделей 3Ш182Д, 3Ш184Д (доводочные), круглошлифовальные – 3Ф474В, 3А475В, бесцентровые внутришлифовальные автоматы – 3Ф484ГВ, 3А485В.

Общий вид и кинематическая схема бесцентрового круглошлифовального станка мод. 3М184И показаны на рисунке 23.

Рис. 23. Бесцентровый круглошлифовальный станок мод. 3М184И: а — общий вид: 1 — шлифовальная бабка; 2 — неподвижная опора с ножом; 3 — бабка ведущего круга; 4 — станина; 5 — шкаф с электрооборудованием; 6 — панель управления; б — кинематическая схема: 1, 5, 6, 10 — электродвигатели; 2 — клиноременная передача; 3 — шлифовальная бабка; 4 — червячный редуктор; 7, 9 — устройства для правки; 8 — бабка ведущего круга; 11 — шариковая гайка; 12 — механизм врезной подачи; 14, 15 — гидроцилиндры; 14 — копир

Техническая характеристика станка мод. 3М184И

Параметр	Данные
Размеры обрабатываемой заготовки, мм:
наружный диаметр	3–50
длина обработки при сквозном шлифовании, не более	250
длина обработки при врезном шлифовании, не более	145
Параметр	Данные
Размер шлифовального круга, мм:
диаметр	500
высота	150
Размер ведущего круга, мм:
диаметр	350
высота	150
Частота вращения круга, с–1:
шлифовального	38,33
ведущего (или заготовки)	0,153–2,500
Мощность электродвигателя привода главного движения, кВт	30
Масса (с приставным оборудованием), кг	7400

Основными узлами бесцентрового круглошлифовального станка (рис. 23, а) являются станина 4, на которой размещены шлифовальная бабка 1, неподвижная опора с ножом 2 и бабка 3. По командам от органов управления, находящихся на панели 6, осуществляется перемещение бабки 1 и бабки 3 по соответствующим направляющим.

Вращение шлифовального круга осуществляется от электродвигателя 1 (рис. 23, б) через клиноременную передачу 2. Шлифовальная бабка 3 перемешается по роликовым направляющим относительно станины. Шпиндель шлифовального круга установлен на гидродинамических подшипниках скольжения. Электродвигатель 6 через червячный редуктор 4 приводит во вращение шпиндель ведущего круга. Бабка 8 ведущего круга установлена на направляющих скольжения.

Ускорение наладочных перемещений бабки 3 осуществляют от электродвигателя 10 через винтовую передачу с шариковой гайкой 11. Ручное перемещение бабки 3 выполняют от маховика через передачу. Механизм врезной подачи 12 выполняет форсированную подачу от гидроцилиндра 13 и рабочие подачи от гидроцилиндра 15 и копира 14. Устройства 7 и 9 служат для правки шлифовального и ведущего кругов. Каретки устройств получают продольные перемещения от электродвигателей 5 через зубчатые передачи и передачу винт–гайка. Поперечные каретки устройств 7 и 9 перемещаются по копирам.

Подготовка станка к работе во многом зависит от применяемого метода шлифования: напроход или врезного. При шлифовании напроход продольная подача достигается путем поворота оси ведущего круга на некоторый угол. Окружная скорость ведущего круга разделяется на две составляющие: скорость вращения детали (круговую) и продольную – подачи. Чтобы обеспечить линейный контакт ведущего круга с цилиндрической поверхностью детали, кругу в процессе правки придают форму гиперболоида. При врезном методе шлифования ведущий круг сообщает детали только вращательное движение.

Для подготовки станка к эксплуатации необходимо знать величину съема металла, скорость осевой или поперечной подачи (в мм/мин) изделий; угол разворота шпинделя ведущего круга в вертикальной плоскости и угол разворота приспособления для правки ведущего круга; высоту центра изделия над линией центров автомата.

Отечественная промышленность изготовляет внутришли­ фовальные станки следующих моделей: 3К225В, 3К225А, 3К227В, 3К227А, 3К228В, 3К228А, 3К229В, СШ162, СШ64.

Для станка мод. 3К227А диаметр шлифуемых отверстий составляет 20–150 мм. Станок СШ162 – специальный полуавтомат – предназначен для скоростного шлифования; СШ64 – бесцентровальный специальный; станки моделей 3К225А, 3К227А и 3К228А – особо высокой точности.

В качестве примера технологических возможностей рассматриваемых станков ниже приведена техническая характеристика внутришлифовального станка мод. 3К228В.

Техническая характеристика внутришлифовального станка мод. 3К228В

Параметр	Данные
Наибольший диаметр, мм:
устанавливаемой заготовки	560
устанавливаемой заготовки в кожухе	400
Наибольшая длина, мм:
устанавливаемой заготовки	200
при наибольшем диаметре отверстия шлифования	200
Диаметр шлифуемых отверстий, мм	50–200
Наибольший ход стола, мм	630
Наибольшее наладочное поперечное перемещение, мм:
шлифовальной бабки: вперед (от рабочего)	60
назад (на рабочего)	10
бабки заготовки:
вперед (от рабочего)	200
назад (на рабочего)	50
Наибольший угол поворота бабки заготовки, град	30
Наибольший диаметр и высота шлифовального круга, мм	180 × 63
Скорость движения стола, м/мин:
при правке шлифовального круга	0,1–2
шлифовании	1–7
быстром продольном подводе и отводе	10
Частота вращения шпинделя, с–1:
внутришлифовального	75, 100, 150, 200
бабки заготовки	1,66–10
торцешлифовального приспособления	66,66
Мощность электродвигателя привода шлифовального круга, кВт	5,5
Масса (с приставным оборудованием), кг	6900

Управление механизмами станка (рис. 24) производят кнопками и переключателями с пульта управления 6. Механизм 7 предназначен для ручного перемещения пиноли шлифовального круга 19. Для разворота бабки изделия 1 в горизонтальной плоскости на рассчитанный угол используют винт 25. Контрольно-измерительные приборы станка сосредоточены на пульте 9. На крышке люка бабки изделия размещены винт 27 привода измерительной головки, устройство 28 ручного перемещения пиноли бабки изделия, рукоятка 29 крана подачи СОЖ. Для подготовки станка к автоматической работе необходимо выполнить весь комплекс наладочных работ, загрузить в лоток 30 заготовки и на наладочном режиме (с последовательным нажатием кнопок и переключателей на пульте управления 6 ) произвести обработку трех-пяти изделий.

Рис. 24. Внутришлифовальный автомат с базированием заготовки на неподвижных опорах и приводом от магнитного патрона: 1 — бабка изделия; 2 — загрузочно-разгрузочный механизм; 3 — магнитный патрон; 4 — обрабатываемая заготовка; 5 — механизм правки; 6 — пульт управления; 7 — механизм ручного перемещения пиноли шлифовального круга; 8 — сигнальные лампочки; 9 — пульт контрольно-измерительного прибора; 10 — упоры управления пиноли; 11 — электрошкаф; 12 — лимб механизма отскока; 13 — лимб механизма компенсации; 14 — упоры управления механизма подачи шлифовальной бабки; 15 — шлифовальная бабка; 16 — гидробак с панелью; 17 — индикатор подачи; 18 — пиноль с электрошпинделем; 19 — шлифовальный круг; 20 — башмачное устройство; 21 — контрольно-измерительный прибор; 22 — станина; 23 – винт поперечного перемещения бабки изделия; 24 — винт зажима пиноли бабки изделия; 25 — винт разворота бабки изделия на угол (в горизонтальной плоскости); 26 — лоток выдачи изготовленных деталей; 27 — винт привода измерительной головки; 28 — устройство ручного перемещения пиноли бабки изделия; 29 — рукоятка крана подачи СОЖ; 30 — лоток загрузки заготовок

В процессе обработки изделий необходимо вести наблюдение за работой механизмов автомата, а также проверить точность обработки изделий. Выявленные недостатки следует незамедлительно устранить. При получении требуемой точности и качества обработки станок переключают на автоматическую работу и обрабатывают всю партию изделий.

Автоматический калибровочно-шлифовальный станок. Станок предназначен для шлифовальных и доводочных работ. В его состав входят:

• отдельная шлифовально-калибровочная группа со стальным валом диаметром 100 мм с винтовой нарезкой и жестким шлифовальным утюжком шириной 50 мм;
• четыре приводных винта большого диаметра с трапецеидальной резьбой, закрепленных на станине станка по обоим концам, предназначенных для подъема рабочего стола;
• пневматический механизм натяжения абразивной ленты с возможностью ее смещения относительно центральной точки для компенсации возникающей неравномерности износа;
• пневматический механизм отслеживания положения абразивной ленты;
• динамическая выверка и балансировка всех вращающихся компонентов станка;
• ручная настройка положения рабочего стола с помощью маховика;
• индикация толщины обработки по измерительному штырю с миллиметровой шкалой;
• ремень подающего транспортера из натуральной резины;
• обрезиненные прижимные валики с твердостью 45 SH;
• автоматический тормоз для быстрой остановки рабочей группы;
• двухскоростной подающий транспортер с мощностью электродвигателя 0,3/0,55 кВт (0,4/0,75 л. с.);
• прямое включение главного электродвигателя;
• амперметр для считывания потребления главного электродвигателя;
• аварийные микровыключатели станка, предупреждающие боковое смещение и ослабление натяжения абразивной ленты;
• ограничительная планка безопасности на входе станка;
• кнопка аварийной остановки станка на панели управления;
• аварийные микровыключатели защиты главного электродвигателя от перегрузки и от короткого замыкания обмоток;
• электрическая изоляция электродвигателей класса IP 54.

Техническая характеристика автоматического калибровочно-шлифовального станка

Параметр	Данные
Рабочая ширина, мм	630
Высота обработки с неподвижным столом, мм	3–160
Ширина абразивной ленты, мм	640
Длина абразивной ленты, мм	1525
Мощность главного электродвигателя, л. с.	5,5
Скорость подающего транспортера, м/мин	4,5/9
Диаметр раструба вытяжной системы, мм	120
Потребление воздуха вытяжной системой, м3/ч	1000

Точильно-шлифовальный двухсторонний станок 3Б634. Станок предназначен для обработки изделий из металлических и неметаллических материалов при помощи абразивных кругов, а также для эксплуатации в помещениях с температурой не ниже +5 °С. Он может использоваться в любой отрасли промышленности, где требуется обработка сравнительно небольших изделий (заточка станочного и ручного инструмента, обработка сборных и сварных конструкций, обработка изделий из порошковых материалов, минералокерамики и пр.).

Станок выполнен в виде жесткой сварной конструкции и устанавливается на фундамент. Конструкция станка предусматривает подключение к нему различного рода вытяжных устройств. Характерным отличием станка является обеспечение безопасности при его эксплуатации. На станке предусмотрены защитные экраны, концевые выключатели на защитных экранах и дверце, что обеспечивает мгновенную остановку станка. Мощный электродвигатель, оптимальные режимы резания, надежность конструкции и простота в эксплуатации позволяют использовать станок с максимальной нагрузкой.

Ниже приведены технические характеристики следующих точильно-шлифовальных станков.

Станок ОШ-1 точильно-шлифовальный, напольный: напряжение питания 380 В, трехфазное, потребляемая мощность 3 кВт, диаметр круга 350 мм, посадочный диаметр 127 мм, частота вращения 1500 об/мин, габариты 420 × 535 × 1075 мм, масса 90 кг.

Станок Р-187 точильно-шлифовальный, напольный: напряжение питания 380 В, трехфазное, потребляемая мощность 1,1 кВт, диаметр круга 350 мм, посадочный диаметр 127 мм, частота вращения 1400 об/мин, габариты 513 × 670 × 1142 мм, масса 190 кг.

Станок ВЗ-379-01 точильно-шлифовальный (круг 350 × 40 × 127 мм) со встроенным пылеотсосом предназначен для заточки слесарного инструмента, а также для обдирки и зачистки мелких деталей: два шлифовальных круга; частота вращения 1500 об/мин; мощность привода пылеотсоса 0,6 кВт; габариты 965 × 593 × 1235 мм; масса 210 кг.

Станок 3Б634 точильно-шлифовальный (круг 400 × 40 × 203 мм) предназначен для заточки резцов высотой до 100 мм из быстрорежущей стали, а также резцов, оснащенных пластинами из твердого сплава, для заточки сверл диаметром от 6 до 60 мм, слесарного инструмента, выполнения слесарных работ (снятия заусенцев, фасок и т. п.), шлифовки деталей абразивной лентой, полировки деталей (рис. 25).

Наждачная колонка НК-1 предназначена для заточки инструмента и других шлифовальных работ: частота вращения 2250 об/мин, диаметр кругов 300 мм, мощность 1,5 Вт.

Рис. 25. Принципиальная электрическая схема точильно-шлифовального станка 3Б634

4. Общие сведения об автоматах, работающих по методу тонкого шлифования

Тонкое шлифование характеризуется снятием малых припусков (0,04–0,08 мм на диаметр), применением чистовых режимов резания и правки круга. Его осуществляют на прецизионных станках высокой и особо высокой точности, обеспечивающих плавность хода пиноли правящего прибора при малых продольных подачах, отсутствие вибрации и упругих отжатий технологической системы.

Процесс тонкого шлифования требует хорошей фильтрации охлаждающей жидкости, чтобы исключить попадание частиц абразива и стружки в зону шлифования.

Технологические возможности отделочных процессов зависят от схем резания. Принципиальные отличия схем резания определяются методом подачи режущего инструмента. При хонинговании и доводке (притирке) радиальную подачу инструмента (брусков) осуществляет механизм клинового разжима с замыканием кинематической цепи. На рисунке 26 показаны хонинговальные головки станка. В таких условиях давление резания меняется в зависимости от формы обрабатываемой поверхности: на выступающих участках давление резания растет и соответственно увеличивается съем металла.

При суперфинишировании радиальная подача на вырезание абразивного инструмента осуществляется упругим поджимом бруска к обрабатываемой поверхности. При этом радиальное давление резания и съем сохраняются почти постоянными, независимо от формы обрабатываемой поверхности. Поэтому в процессе суперфиниширования снижается только значение параметра шероховатости и увеличивается опорная поверхность.

При полировании из-за эластичной связки в абразивном инструменте каждое режущее абразивное зерно как бы подпружинено и под действием сил резания частично углубляется в связку. На выступающих участках абразивные зерна углубляются больше, сохраняя исходный профиль обрабатываемой поверхности. Таким образом, полированием достигается снижение параметра шероховатости на плоских, цилиндрических и фасонных поверхностях без изменения профиля и геометрических параметров обрабатываемой поверхности.

Рис. 26. Хонинговальные головки: а — с осевым перемещением конуса для разжима брусков; б — с вращением конуса; 1 — кольцевая пружина; 2 — ползун бруска; 3 — конус для разжима брусков; 4 — абразивный брусок; 5 — соединительное звено; 6 — корпус головки; 7 — шарнирное соединение; 8 — шпиндель; 9 — толкатель осевого перемещения конуса; 10, 11 — верхний и нижний конусы для брусков

Шлифовально-доводочные автоматы от шлифовальных отличают использование специальных мелкозернистых кругов (зернистостью 16 и менее); меньшие частоты вращения круга и заготовки (соответственно в 4—5 и в 3 раза); незначительный съем припуска (в пределах 0,025 мм), главным образом в результате натяга технологической системы станка. Это достигается путем формирования зоны обработки (аналогично такой зоне в бесцентровых станках с высоким кругом, работающих напроход) или путем введения в станок упругих элементов (в виде струн), связывающих обе шлифовальные бабки. В таком случае (при необходимости) регулируют усилие прижима ведущего круга к шлифовальному.

Общий вид вертикального хонинговального автомата показан на рисунке 27.

Рис. 27. Вертикальный хонинговальный автомат: 1 — стол; 2 — приспособление для установки заготовки; 3 — обрабатываемая заготовка; 4 — хонинговальная головка; 5 — лимб установки длины хода и реверса головки; 6 — патрон головки; 7 — шпиндель; 8 — шпиндельная бабка; 9 — коробка скоростей; 10 — пульт управления; 11 — электрошкаф; 12 — гидростанция; 13 — станина

Управление станком осуществляют с пульта 10, питание электроприемников – от шкафа 11, гидросистемы – от гидростанции 12. Для ввода станка в работу необходимо на стол 1 поставить, выверить и закрепить приспособление 2, в котором разместить заготовку 3. Далее в шпиндель 7 вставить патрон 6 с хонинговальной головкой 4. В коробке скоростей 9 установить заданные частоту вращения шпинделя, число двойных ходов шпиндельной бабки 8, скорость осевого перемещения хонинговальной головки, а также подачу перемещения брусков в радиальном направлении в хонинговальной головке.

С учетом длины заготовки и брусков головки (а также их перебега за край обрабатываемого отверстия примерно на 0,3 длины бруса) следует установить длину хода хонинговальной головки по рискам шкалы на лимбе 5 с помощью кулачков, управляющих ее реверсом. Используя прибор активного контроля или реле времени, настроить счетчик ходов головки 4 для получения команды на окончание цикла обработки. Включив станок, опустить в отверстие заготовки хонинговальную головку со сжатыми брусками (без вращения), после чего должны автоматически включиться вращение и возвратно-поступательное движение головки, а также подача СОЖ.

Отделочный метод обработки детали абразивными брусками без изменения макрогеометрии поверхности называют суперфинишированием. В качестве примера на рисунке 28 представлен общий вид центрового суперфинишного автомата. Для ввода его в работу необходимо в суперфинишную головку 6 установить абразивные бруски 10 заданной характеристики и размеров. В передней бабке 2 настроить требуемые частоты вращения заготовок при предварительной (с увеличенным давлением брусков) и при чистовой (с уменьшенным давлением) обработке.

В зависимости от длины заготовки в суперфинишной головке 6 необходимо установить заданные скорость и длину хода, усилия прижима брусков 10 к заготовке (рукояткой 7 ), числа двойных ходов осциллирования брусков в механизме осциллирования 8. Переключатель работы в отсчетно-командном устройстве 5 поставить в положение «Работа от реле времени» или «Работа от прибора». Убедиться в надежной работе устройства подачи смазывающего материала. Установить заготовку в переднюю 2 и заднюю 12 бабки. Внимательно осмотреть станок, убедиться, что на нем нет посторонних предметов, включить вращение заготовки, механизм осциллирования брусков, гидропривод их подвода и продольного перемещения суперфинишной головки, подачу смазки. Произвести пробную обработку заготовки и проверить шероховатость ее поверхности.

Рис. 28. Центровой суперфинишный автомат: 1 — пульт управления; 2, 12 — передняя и задняя бабки; 3 — тахометр; 4 — гидростанция; 5 — отсчетно-командное устройство; 6 — суперфинишная головка; 7 — рукоятки управления усилием пружин брусков; 8 — механизм осциллирования; 9 — электрошкаф; 10 — абразивные бруски; 11 — обрабатываемая заготовка

В полировальных автоматах (рис. 29), предназначенных для декоративной отделки и чистовой обработки фасонных поверхностей, используют абразивный инструмент на эластичной основе. Он обеспечивает малые давления резания (0,03–0,2 ГПа) независимо от изменений формы обрабатываемых поверхностей. В качестве абразивного инструмента при полировании применяют эластичные и абразивные круги.

Рис. 29. Принципиальная схема работы полировального автомата: 1 — электродвигатель (с редуктором) вращения заготовки; 2, 10 — передняя и задняя бабки; 3 — гидромотор механизма осциллирования заготовки; 4 — колодка прижима ленты к заготовке; 5 — обрабатываемая заготовка; 6 — рычажный механизм прижима; 7 — абразивная лента; 8 — бобина; 9, 13 — гидроцилиндры; 11, 14 — механизмы натяжения ленты; 12 — механизм периодической подачи ленты (на шаг)

В притирочных (доводочных) автоматах производится окончательная абразивная обработка деталей, обеспечивающая высокое качество поверхностного слоя (параметр шероховатости поверхности до Rz, равный 0,05–0,1 мкм, отклонения формы обработанных поверхностей до 0,05–0,03 мкм). В зависимости от типа инструмента притира различают доводку незакрепленными зернами абразива в составе абразивных паст и доводку закрепленными зернами абразива (шаржированными притирками и абразивными кругами).

На результаты доводочных операций существенное влияние оказывают притиры. Их изготовляют из стали, чугуна, меди, бронзы, твердых и вязких пород дерева и др.

Наиболее распространены притиры из чугуна. Они должны иметь плотную и однородную структуру в сечениях по всем направлениям. Твердость притиров 190–230 НВ.

Стальные притиры по сравнению с чугунными имеют более высокие показатели по износостойкости и прочности и низкую шаржируемость. Их применяют при доводке эльборовыми и алмазными пастами.

Чем мельче зернистость эльборовых и алмазных паст, тем мягче должен быть материал притира. Окончательные операции доводки осуществляют притирами из текстолита, цветных металлов, самшита, липы и др. Применяют также составные притиры, набранные из материалов разной твердости. Изготовляют притиры для черновой и чистовой обработки. Первые имеют углубления для размещения пасты и снятого материала, у вторых их нет.

Притиры для доводки отверстий изготовляют в виде втулок, насаженных на оправки. Применяют регулируемые и нерегулируемые притиры. Нерегулируемые притиры с постоянным наружным диаметром используют для доводки отверстий малых диаметров, конических и резьбовых поверхностей. Регулируемые притиры имеют разрезную рубашку с внутренним конусом и разжимное устройство, которое при осевом перемещении внутри рубашки притира может регулировать диаметр последнего.

5. Токарно-револьверный станок

Токарно-револьверный станок предназначен для обработки металла резанием.

Род тока – трехфазный переменный. Нормальное исполнение станка соответствует напряжению 380 В, 50 Гц.

По особому заказу электрооборудование станка может быть выполнено на напряжение 220 и 500 В, 60 Гц.

Напряжение цепи управления составляет 127 В, цепи сигнализации – 5,5 В, цепи местного освещения – 36 В.

Для питания электромагнитных муфт применяют постоянный ток напряжением 24 В, получаемый от селеновых выпрямителей. Установленная мощность электропривода соответствует 6,725 кВт.

Электрооборудование станка по роду защиты от воздействия окружающей среды принято нормальным. По специальному заказу оно может быть выполнено в тропическом исполнении.

Электродвигатели, установленные на станке, выполняют по способу защиты от воздействия окружающей среды в разных климатических условиях.

Электродвигатели выпускаются заводами на напряжение 220/380 и 500 В.

При двух напряжениях электродвигатели имеют шесть выведенных концов, что дает возможность подключить их к сети с напряжением 380 или 220 В. Напряжению 220 В соответствует соединение обмотки статора в треугольник, а напряжению 380 В – соединение обмотки статора в звезду. Электродвигатели на 500 В имеют три выведенных конца и обмотка статора соединена в звезду.

Ниже приведены техническая характеристика электродвигателей, установленных на токарно-револьверном станке, а также характеристики применяемых нагревательных элементов тепловых реле и установок автоматических выключателей.

Техническая характеристика электродвигателей токарно-револьверного станка

Электродвигатель	Тип	Номинальная мощность на валу, кВт	При нормальной нагрузке				КПД, %	сos φ	Iпуск от Iн	Мнач от Мн	М от Мн наиб	Масса электродвигателя, кг	Маховой момент ротора, кгс ∙ м2
			Скорость вращения, об/мин	Ток статора, А, при напряжении, В
				220	380	500
Главного привода	АО2-42-4С	5,5	1450	19	11	9,5	88,0	0,86	7,0	1,5	2,0	69,0	0,12
Насоса гидравлики	ФТ-41-6	1	930	5,2	3,0	2,3	76,0	0,73	6,5	1,8	2,2	20	–
Электронасоса охлаждения	ПА-22	0,125	2800	0,52	0,3	–	72,0	0,84	3,8	1,7	2,34	–	–

Нагревательные элементы тепловых реле и установки автоматических выключателей, применяемых при напряжениях 220, 380 и 500 В

Применяемое напряжение, В	По способу защиты
	Автома-тический выклю-чатель главного электро-двигателя А1	Автома-тический выклю-чатель главного электро-двигателя А2	Автома-тический выключатель защиты первичных обмоток трансфор-маторов А3	Автома-тический выклю-чатель защиты цепи управления 127 В	Автома-тический выклю-чатель защиты лампы местного освещения А5	Автома-тический выключатель защиты цепи испытания электро-муфт, А6	Нагрева-тельные элементы электро-двигателя главного привода 1РТ	Нагрева-тельные элементы электро-двигателя гидра-влики 2РТ	Нагрева-тельные элементы электро-двигателя насоса охлаж-дения 3РТ
220	25	10	8	4	4	8	20	5	0,5
380	25	10	8	4	4	8	12,5	3,2	0,5
500	25	10	8	4	4	8	12,5	3,2	0,5

На токарно-револьверном станке установлено семь электромагнитных фрикционных муфт двух типоразмеров. В коробке скоростей находятся четыре электромагнитные муфты типа ЭМ-52, в коробке подач – две муфты типа ЭМ-32 и – для включения круговой подачи револьверной головки – одна муфта типа ЭМ-32.

Основные технические данные электромагнитных многодисковых фрикционных муфт

Тип муфты	Номинальный момент, кгс/м, не менее		Время включения муфты, с	Время отключения муфты, с	Наибольшая допустимая относительная скорость вращения дисков, об/мин	Остаточный момент при наибольшей допустимой скорости вращения дисков, кгс/м2, не более	Мощность, потребляемая катушкой муфты, Вт, не более	Марка обмоточного провода катушки муфт	Диаметр провода, мм	Число витков	Сопро-тивление при Т 200 °С, Ом
	М1 при скольжении в дисках	М2 без скольжения в дисках
ЭМ-32	2,5	10,2	0,08	0,10	3000	0,06	12,0	ПЭВ-1	0,35	1080	40,5–47,5
ЭМ-52	15	40	0,11	0,21	1500	0,4	26,0	ПЭВ-1	0,59	850	19–21,3

Глава 2. Электрооборудование металлорежущих станков

Электромагнитные муфты, установленные на станке, выполнены со шлицевыми отверстиями в корпусе. Для питания муфты служит селеновый выпрямитель, собранный по мостовой двухполупериодной схеме.

Напряжение выпрямленного тока равно 24 В. Муфты предназначены для работы в масляной среде, температура масла не должна превышать 35–40 °С.

6. Плоскошлифовальные станки высокой точности

Плоскошлифовальные станки высокой точности в основном предназначены для шлифования поверхностей периферией круга. В определенных границах (в зависимости от выступающей части шлифовального круга из защитного кожуха) возможна обработка поверхностей, расположенных под углом 90° к зеркалу стола.

С применением различных приспособлений возможно профильное шлифование разных деталей. Точность профиля при этом зависит от метода заправки профиля круга и от применяемого приспособления для крепления деталей.

Станки поставляются со стандартной электромагнитной плитой.

Расположение составных частей и органов управления плоскошлифовального станка высокой точности приведено на рисунках 30, 31.

Охлаждение. Бак охлаждения вместе с магнитным сепаратором СМ-2М устанавливается с правой задней стороны станка. Включение электронасоса и сепаратора производится штепсельной вилкой. Арматура охлаждения укреплена на кожухе.

Конструкция бака охлаждения обеспечивает автоматическую очистку жидкости от мелких магнитных частичек в смеси с абразивными при помощи магнитного сепаратора СМ-2М, а также путем отстоя немагнитных абразивных частиц в отстойнике бака охлаждения. Поток жидкости из сопла должен быть направлен в зону шлифования.

Наличие на обрабатываемой детали продольных штрихов свидетельствует о загрязненной охлаждающей жидкости.

Рис. 30. Расположение составных частей плоскошлифовального станка высокой точности: 1 — электрощит; 2 — светильник местного освещения; 3 — суппорт крестовый; 4 — механизм продольного ручного перемещения; 5 — механизм продольного реверса стола; 6 — стол; 7 — механизм поперечного реверса стола; 8 — механизм поперечной подачи; 9 — орган управления направлением движения; 10 — механизм автоматической и ручной вертикальной подачи; 11–14, 16 — кожух; 15 — распределительная панель; 17 — электрооборудование

По мере заполнения необходимо очищать сборник шлама. Не реже 1 раза в неделю следует очищать верхнее корыто и передний отсек бака. Полная очистка бака от шлама производится через 1–1,5 месяца.

Рис. 31. Расположение органов управления: 1 — установка величины автоматической вертикальной подачи; 2 — кран охлаждения; 3 — ручная вертикальная подача; 4 — упоры продольного реверса стола; 5 — регулятор скорости движения стола; 6 — ручное продольное реверсирование стола; 7 — ручная поперечная подача стола; 8 — микрометрическая поперечная подача стола; 9 — установка величины автоматической поперечной подачи; 10 — включение и реверсирование поперечной подачи; 11 — кнопки «Пуск стола», «Стоп стола», «Разгрузка гидропривода»; 12 — ручное продольное перемещение стола

Электрооборудование станка (рис. 32). Электрооборудование станка содержит:

а) асинхронные короткозамкнутые электродвигатели:

• привода шлифовального круга (М3);
• гидропривода (М4);
• электронасоса охлаждения (М1);
• привода магнитного суппорта (М2);
• привода ускоренного перемещения шлифовальной бабки (М5);

б) электромагнитную плиту (ЭМП1); в) блок выпрямителей (D1);

г) аппаратуру управления;

д) аппаратуру сигнализации и освещения;

е) аппаратуру защиты.

Рис. 32. Принципиальная электрическая схема плоскошлифовального станка высокой точности

Станок предназначен для подключения к сети трехфазного переменного тока 500 В, 50 Гц.

Питание электросхемы производится следующим образом:

• на асинхронные короткозамкнутые электродвигатели М1, М2, М3, М4, М5 подается напряжение 380 В, 50 Гц;
• цепь управления получает питание 110 В, 50 Гц;
• на электромагнитную плиту ЭМП1 подается напряжение 110 В постоянного тока с селенового выпрямителя D1;
• на вход выпрямителя D1 поступает напряжение 129 В с трансформатора Тр1;
• на лампу местного освещения Л3 подается напряжение 24 В, 50 Гц с трансформатора;
• на сигнальную лампу Л1 подается напряжение 5 В переменного тока с трансформатора Тр1.

Электросхема станка предусматривает режимы работы с электромагнитной плитой и без электромагнитной плиты.

Включение станка производится поворотом вводного пакетно-кулачкового выключателя ВГ. Напряжение подается в силовые цепи и в цепь управления.

На пульте управления станком загорается сигнальная лампа Л1. При работе с электромагнитной плитой переключатель В2 устанавливается в положение «С плитой», напряжение подается на селеновый выпрямитель D1, контакт 11—12 переключателя В2 замыкается, а контакт 11—5 размыкается. Если электромагнитная плита ЭМП1 подключена к разъему Ш2, а выключатель В3 находится в положении «Включено», то включается электромагнитное реле Р3, которое своим контактом 11—5 разрешает пуск гидропривода и шлифовального круга.

Нажатием на кнопку Кн2 включается магнитный пускатель Р2, который подает напряжение на электродвигатель гидропривода М4. Нажатием на кнопку Кн1 включается магнитный пускатель Р1, который подает напряжение на электродвигатель шлифовального круга М3, а через разъем Ш1 – на электродвигатель насоса охлаждения Мl и магнитного сепаратора М2. Остановка электродвигателя гидропривода М4 осуществляется нажатием на кнопку Кн3, которая размыкает цепь питания катушки пускателя Р2 в точках 7–4. Кнопка Кн4 служит для общей остановки станка.

Поворотом рукоятки реверсивного барабанного переключателя В5 (с самовозвратом) влево или вправо происходит включение электродвигателя М5, осуществляющего ускоренное перемещение шлифовальной головки вверх или вниз.

При работе без электромагнитной плиты переключатель В2 устанавливается в положение «Без плиты», цепь питания электромагнитной плиты размыкается, а контактом 11–5 шунтируется разомкнутый контакт 4–5 электромагнитного реле Р3.

Блокировка внезапного отключения электромагнитной плиты ЭМП1 осуществляется электромагнитным реле Р3, замыкающий контакт которого в точках 4–5 размыкается и обесточивает катушки магнитных пускателей Р1 и Р2. Происходит остановка электродвигателей М1, М2, М3 и М4.

Защита электродвигателей М1, М2, М3, М4, М5 и цепей управления от токов короткого замыкания осуществляется предохранителями Пр1, Пр2, Пр3, Пр4, Пр5.

Защита электродвигателей М3 и М4 от перегрузок осуществляется тепловыми реле РТ1 и РТ2.

Нулевая защита выполняется катушками магнитных пускателей P1, Р2.

Станок должен быть заземлен на общецеховой контур согласно существующим правилам и нормам.

В остальном эксплуатация станка должна производиться в соответствии с Правилами технической эксплуатации и безопасности обслуживания электроустановок промышленных предприятий.

Во время эксплуатации электродвигателей систематически должны производиться их технические осмотры и профилактические ремонты. Периодичность техосмотров устанавливается в зависимости от производственных условий, но не реже 1 раза в два месяца. При профилактических ремонтах должна производиться разборка электродвигателя, внутренняя и наружная чистка и замена смазки подшипников. Смену смазки подшипников при нормальных условиях работы следует выполнять через 4000 ч работы, но при работе электродвигателя в пыльной и влажной среде ее следует производить чаще, по мере необходимости.

Перед набивкой свежей смазки подшипники должны быть тщательно промыты бензином. Камеру необходимо заполнить смазкой на 2/3 ее объема.

Перечень элементов принципиальной электрической схемы (см. рис. 32)

Обозначение	Наименование
В1	Пакетно-кулачковый выключатель 2-секционный на 25 А, ПКВ 25-2-30-Ш
В2, ВЗ	Тумблеры УСО.360.049
В5	Кулачковый переключатель, способ фиксации А, схема 3096, ПКУЗ-11
Д1	Выпрямитель селеновый УЖО 321 062 ТУ, 75ГМ24Я-К2
Кн1, Кн2, Кн3	Кнопки КЕ011УЗ
Кн4	Кнопка КЕ021УЗ
КЛ1, КЛ2	Комплект зажимов наборных
Л1	Арматура сигнальная с лампой в круглом баллоне (МН 6,3-022)
Л2	Лампа сигнальная
Л3	Арматура сигнальная с лампой накаливания
М1	Электронасос 0,12 кВт, 50 Гц, 2800 об/мин, 220/380 В, ПА-22
М2	Электродвигатель 0,08 кВт, 1390 об/мин, 220/380 В, 50 Гц, АОЛО12-4-С2
М3	Электродвигатель 2,2 кВт, 2860 об/мин, 220/380 В, 50 Гц, АОЛ2-22-2-С1
М4	Электродвигатель 1,1 кВт, 220/380 В, 930 об/мин, 50 Гц, АОЛ2-22-6-С1
М5	Электродвигатель 0,18 кВт, 220/380 В, 1400 об/мин, 50 Гц, АОЛ12-4-С2
Пр1	Предохранитель с плавкой вставкой ПВД-15 И27-ПК2
Пр2–Пр5	Предохранители с плавкой вставкой ПВД
Р1, Р2	Пускатели магнитные
Р3	Реле электромагнитное на 0,8 А
РТ1	Реле тепловое на 5 А
РТ1	Реле тепловое на 8 А
РТ2	Реле тепловое на 5 А
С1	Конденсатор 25 мкФ, 200 В
Тр1	Трансформатор однофазный 24 В
Ш1, Ш2	Колодки ГЕО
ЭМП1	Плита электромагнитная на 0,8 А, 110 В, ЭП-21Г

Схема электрическая соединений цепи управления

Номер трассы	Номер провода (маркировка цепи)	Данные провода			Примечание
		Цвет	Марка	Количество и сечение, мм2
2–2	А11, В11, С11, А15, В15, С15	Черный	ПГВ	3×1	Трубка Б230Х 12X0,6. Жгут
3–3		Черный	ПГВ	3×1
3–3		Зеленый	ПГВ	1×1	Жгут
4–4	А15, В15, С15	Черный	ПГВ	3×1	Металлорукав
		Зеленый	ПГВ	1×1
5–5	А15, В15, С15	Черный	ПГВ	3×1	Металлорукав
		Зеленый	ПГВ	1×1
7–7	16; 18	Голубой
8–8	16; 18
9–9	19, 20	Красный
10–10	А18, В18, С18 А19, В19, С19		ПГВ	6×1	Жгут
10–10	3, 4, 5, 6	Черный			Жгут
	7, 8	Красный	ПГВ	10×0,75
10–10	11, 13, 14	Голубой	ПГВ	4×0,75	Жгут
10–10	16, 17	Зеленый	ПГВ	1×1	Жгут
11–11	А19, В19, С19 А14, В13, С14	Черный	ПГВ	3×1	Металлорукав
12–12		Черный	ПГВ	3×1	Металлорукав
13–13	А17, В16, С17	Черный	ПГВ	3×1	Металлорукав
		Зеленый

7. Станок плоскошлифовальный мод. ЗЕ711В-1

Станок плоскошлифовальный мод. ЗЕ711В-1 предназначен для обработки металла.

Принципиальная электрическая схема станка ЗЕ711В-1 приведена на рисунке 33.

Рис. 33. Принципиальная электрическая схема станка ЗЕ711В-1

Связи между элементами и устройствами электрооборудования определены в принципиальной электрической схеме (см. рис. 33).

Перечень элементов принципиальной электрической схемы станка ЗЕ711В-1

Обозначение	Наименование	Примечание
В1	Автомат типа АК63-ЗМУЗ переменного тока 50 Гц, расцепитель 10,0 А, отсечка 12 Iн
В2, В4	Переключатели П2Т-5	Фиксация ручки в положении
В3, В5	Переключатели П2Т-11	Фиксация ручки в положении
ВК1	Выключатель ВПКШ0У2	Фиксация ручки в положении
ВК2	Микровыключатель типа МП1203У4
ВК3, ВК4	Микровыключатель типа МП1203У4
Кн1– Кн5	Кнопки типа КЕ021УЗ
Л, Л2	Лампы освещения	К арматуре АМЕ
М1	Электродвигатель 1,5 кВт, 1500 об/мин, 380 В, 50 Гц	К светильнику СГС-1-2В
М2	Электронасос центробежный вертикальный 22 л/мин, 220/380 В, 50 Гц
М3	Электродвигатель 0,09 кВт, 380 В, 1500 об/мин, 50 Гц	Комплектно с агрегатом СМ-2М
М4	Электродвигатель 0,75 кВт, 1500 об/мин, 380 В, 50 Гц
М5	Электродвигатель 0,18 кВт, 1500 об/мин, 380 В, 50 Гц
Пр1, Пр2	Предохранители ПРС-6УЗ-П
РТ1	Реле тепловое ТРН-10 (3,2)
РТ2	Реле тепловое ТРН-10А (0,3)
РТ3	Реле тепловое ТРН-10А (0,4)
РТ4	Реле тепловое ТРН-10 (2,5)
Р1–Р6	Пускатели магнитные ПМЕ
Тр1	Трансформатор понижающий
Ш1–Ш5	Колодки соединительные

Рассмотрим техническую характеристику электродвигателей и назначение выключателей и переключателей станка плоскошлифовального мод. ЗЕ711В-1.

Техническая характеристика электродвигателей станка ЗЕ711В-1

Обозначение	Назначение электродвигателя	Место установки	Тип оборудования	Р, кВт	Частота 50 Гц при напряжении
					220 В		230 В		380 В
					n, об/мин	I, A	n, об/мин	I, A	n, об/мин	I, A
М1	Привод шлифовального круга	Колонна	4АХ80В4- ПУЗ 1,5	1,5	1500	5,2	1500	6,1	1500	3,6
М2	Привод насоса охлаждения	Станция охлаждения	Х14-22М	0,12	3000	0,52	3000	0,5	300	0,3
М3	Привод магнитного сепаратора	Станция охлаждения	4АА50- В4УЗ	0,09	1500	0,69	1500	0,68	1500	0,42
М4	Гидропривод	Гидростанция	4АХ71- В4УЗ	0,75	1500	3,75	1500	3,65	1500	2,2
М5	Ускоренное перемещение шлифовальной головки	Станина	4АА56- В4УЗ	0,18	1500	1,16	1500	1	1500	0,67

Назначение путевых выключателей и микровыключателей

Обозначение	Назначение
BK1	Выключатель блокировки ручного перемещения стола
BK2	Микровыключатель блокировки ускоренного перемещения шлифовальной головки
BK3	Микропереключатель блокировки подъема шлифовальной головки
BK4	Микропереключатель блокировки включения гидропривода

Система питания. Подвод питающего напряжения осуществляется медным проводом сечением 2,5 мм². Ввод питающих проводов производится через специальное отверстие, расположенное на дне электрошкафа с резьбовым подводом в трубах. Вводные провода заводятся на вводной клеммник Кл1, расположенный на правой стенке электрошкафа. На этой же стенке электрошкафа расположен автоматический выключатель В1 для подключения станка к питающей сети и отключения от нее.

На станке применены следующие величины напряжений переменного тока:

• силовая цепь – 50 Гц, 380 В;
• цепь управления – 50 Гц, 110 В;
• цепь местного освещения – 50 Гц, 24 В;
• цепь сигнализации – 50 Гц, 22 В.

Первоначальный пуск. При первоначальном пуске станка необходимо прежде всего проверить надежность заземления и качество монтажа электрооборудования внешним осмотром. После осмотра на клеммных наборах в шкафу управления отключить провода питания всех электродвигателей. При помощи вводного автомата В1 станок подключить к цеховой сети. При помощи кнопок и переключателей станка проверить четкость срабатывания магнитных пускателей в реле. Подсоединить провода питания всех электродвигателей.

После этого необходимо проверить исправность работы:

• а) всех электрических аппаратов, цепей управления, цепей сигнализации во всех циклах работы станка без детали;
• б) местного освещения;
• в) работы и надежность срабатывания аппаратуры аварийного отключения;
• г) работы электродвигателей в заданных режимах (пуск, останов, реверсирование, торможение, скорость вращения).

Режимы работы. Станок включается в сеть вводным атоматическим выключателем В1. При этом на боковой стенке электрошкафа загорается сигнальная лампа Л1 «Станок включен».

Переключателем В2 осуществляется запуск электродвигателей шлифовального круга Мl и гидропривода М4.

Включение электродвигателя гидропривода М4 возможно только в том случае, если рукоятка установки скорости стола находится в нулевом положении и микропереключатель ВК4 отжат.

Микропереключатель ВК3 служит для ускорения перемещения шлифовальной головки вверх-вниз переключателем В4 при нажатом микровыключателе ВК2 (ручка перемещения шлифовальной головки вверх-вниз отсоединена от кинематической цепи).

Переключателем В5 осуществляется запуск электродвигателей насоса охлаждения М2 и магнитного сепаратора М3.

На станке возможна работа с приспособлением, подключение которого производится через розетку Ш3 и осуществляется переключателем В3.

Останов электродвигателей шлифовального круга и гидропривода осуществляется нажатием соответственно кнопок Кн2 и Кн3 насоса охлаждения; магнитного сепаратора – переключателем В5.

Общий останов станка осуществляется кнопкой Кн1 «Все стоп».

Блокировка. Пуск гидропривода невозможен, если рукоятка установки скорости стола находится не в нулевом положении, т. е. микропереключатель ВК4 нажат, при этом замыкающие контакты реле Р2 разомкнуты.

Невозможно включение гидропривода при введенной в зацепление шестерни ручного перемещения стола, конечный выключатель ВК1 нажат.

При ручном перемещении шлифовальной головки вверх при помощи переключателя В4 в крайнем верхнем положении нажимается микропереключатель ВК3 и отключается электродвигатель М5 — контакт микропереключателя ВК3 разомкнут (цепь 5).

Невозможно ускоренное перемещение шлифовальной головки вверх-вниз при невыведенной шестерне подачи – микровыключатель ВК2 нажат (цепь 6).

Система сигнализации и защиты. Электросхемой станка предусмотрена сигнальная лампа Л2 «Станок включен», расположенная на левой боковой стене электрошкафа.

Защита от токов короткого замыкания осуществляется электромагнитными расцепителями автоматического выключателя В1 и предохранителями, от перегрузок – тепловыми реле.

Нулевую защиту осуществляют катушки магнитных пускателей P1–P6.

Меры безопасности. При осмотре или ремонте электрооборудования вводной автоматический выключатель В1 должен быть обязательно выключен.

Проверка и включение электрооборудования станка должны быть поручены квалифицированному электрику.

При внешнем осмотре электрооборудования станка перед пуском следует проверить:

• а) качество электропроводки и монтажа электрооборудования;
• б) наличие заземления всех металлических частей станка, его механизмов, отдельно стоящих узлов;
• в) соответствие плавких вставок предохранителей, установок автоматов и нагревателей тепловых реле;
• г) состояние и исходное положение электрооборудования и механизмов;
• д) сопротивление изоляции обмоток электрических машин относительно корпуса и между обмотками. При температуре обмоток, близкой к рабочей (60–70 °С), сопротивление изоляции обмоток должно быть не ниже 0,5 мОм.

Номинальные значения установок автоматов, плавких вставок предохранителей и нагревателей тепловых реле

Обозначение	На номинальное напряжение
	220 В	230 В	380 В	400 В	440 В
В1	16 А	16 А	10 А	I 0 A	10 А
Пр1	1 А	1 А	1 А	1 А	1 А
Пр2	2 А	2 А	2 А	2 А	2 А
РТ1	6,3 А (Уст. «−0» дел.)	6,3 А (Уст. «−1» дел.)	3,2 А (Уст. «+3» дел.)	3,2 А (Уст. «4−2» дел.)	3,2 А (Уст. «0» дел.)
РТ2	0,5 А (Уст. «4−1» дел.)	0,5 А (Уст. «0» дел.)	0,32 А («Уст. «−1» дел.)	0,32 А (Уст. «−1» дел.)	0,32 А (Уст. «−3» дел.)
РТ3	0,63 А (Уст. «+2» дел.)	0,63 А (Уст. «+2» дел.)	0,4 А (Уст. «−2» дел.)	0,4 А (Уст. «−0−» дел.)	0,4 А (Уст. «−2» дел.
РТ4	4 А (Уст. «−1» дел.)	4 А (Уст. «−2» дел.)	2,5 А (Уст. «−3» дел.)	2 А (Уст. «−1» дел.)	2 А (Уст. «−1» дел.)

Монтаж и эксплуатация. При установке станок должен быть надежно заземлен. Для этой цели на станине станка, электрошкафу и на всех отдельно стоящих агрегатах имеются болты заземления.

При уходе за электрооборудованием необходимо периодически проверять состояние пусковой аппаратуры. При осмотре пусковой аппаратуры особое внимание должно быть обращено на надежное замыкание и размыкание контактов.

Во время эксплуатации электродвигателей следует систематически производить их технические осмотры и профилактические ремонты. Периодичность техосмотров устанавливается в зависимости от производственных условий, но не реже 1 раза в два месяца. При профилактических ремонтах должна производиться разборка электродвигателя, внутренняя и наружная чистка и замена смазки подшипников.

Перед набивкой свежей смазки подшипники должны быть тщательно промыты. Камеру необходимо заполнить на 2/3 ее объема тугоплавкими смазками (например, циатим, литол).

8. Автоматы токарно-револьверные одношпиндельные

Автоматы токарно-револьверные одношпиндельные прутковые моделей 1Б140 и 1Б125 предназначены для токарной обработки деталей типа тел вращения с диаметральными размерами соответственно до 40 и 25 мм и длиной до 90 мм из круглого, квадратного и шестигранного калиброванного прутка не ниже IV класса точности.

К составным частям станков 1Б140 и 1Б125 относятся основание, коробка скоростей, шпиндельная бабка, станина и распределительные валы, револьверный суппорт, поперечные и продольный суппорты, вертикальный суппорт (задний), коробка подач, ограждение и т. д.

Техническая характеристика станков 1Б140 и 1Б125

Параметр	Данные
	1Б140	1Б125
Наибольший диаметр обрабатываемого прутка, мм: при внутренней подаче при внешней подаче	40 45	28 30
Наибольший размер обрабатываемого шестигранника, мм: при внутренней подаче при внешней подаче	34 38	22 24
Наибольшая сторона обрабатываемого квадрата, мм: при внутренней подаче при внешней подаче	28 30	17 –
Наибольший размер резьбы, нарезаемой плашкой, мм: по стали по латуни	М24×2,5 М36×4	М8×2,5 М24×3
Наибольший размер резьбы, нарезаемой метчиком, мм: по стали по латуни	М20×2,5 М7×2,5	М18×2,5 М24×2,5
Наименьший размер резьбы, нарезаемой плашкой по стали и по латуни, мм	М6×1	М5×0,8
Наименьший размер резьбы, нарезаемой метчиком по стали и по латуни, мм	М6×1	М5×0,8
Наибольшая длина обрабатываемого прутка, мм	3000
Наибольшая длина подачи прутка при одном срабатывании механизма подачи, мм	100
Метод нарезания резьбы	Реверсированием шпинделя
Диаметр отверстия шпинделя, мм	53	37
Диапазон чисел оборотов шпинделя, об/мин: левого вращения правого вращения	160–2500 63–1000	200–3150 80– 1250
Наибольшее количество автоматически включаемых скоростей шпинделя в одном цикле: левого вращения правого вращения	3 3
Количество ступеней оборотов шпинделя: левого вращения правого вращения	13 13
Зажим изделия	Автоматический
Выключение после израсходования прутка	Автоматическое, ручное
Предохранение от перегрузок	Есть
Возможность переключения скоростей на ходу	Есть
Пределы времени одного оборота распределительного вала, с	10,1–608,3
Число оборотов ускоренного вращения распределительного вала, об/мин	8
Время, необходимое для переключения скорости вращения шпинделя, с	0,5
Время на поворот револьверной головки, с	1,0
Время на подачу и зажим прутка, с	1,0
Поворот револьверной головки через одну позицию	Есть
Расстояние от торца шпинделя до периферии револьверной головки, мм: наибольшее наименьшее	210 75
Наибольший ход револьверного суппорта, мм	100
Наибольшая длина проточки, мм	90
Диаметр револьверной головки, мм	160
Наибольшая величина регулировки револьверного суппорта, мм	35
Количество отверстий для крепления инструмента в револьверной головке	6
То же по спецзаказу	8
Диаметр отверстий в револьверной головке для крепления инструмента, мм	31,75
Количество поперечных суппортов	2
Наибольший ход поперечных суппортов, мм	АБ
Наибольшая величина регулировки поперечных суппортов, мм	10
Величина перемещения поперечных суппортов на одно деление лимба, мм	0,062
Количество вертикальных суппортов	2
Наибольший ход вертикальных суппортов, мм	45
Наибольшая величина регулировки вертикальных суппортов, мм: в поперечном направлении вдоль оси шпинделя	10 6
Количество продольных суппортов	1

Электрооборудование. На станке установлены четыре трехфазных асинхронных короткозамкнутых электродвигателя. В электросхеме станка могут применяться следующие величины напряжения:

• силовая цепь – 50 Гц, 220 или 380 В;
• цепь управления – 50 Гц, 110 В;
• цепь местного освещения – 50 Гц, 12 В или 24 В;
• цепь сигнализации – 50 Гц, 5 В;
• цепь питания электромагнитных муфт – 24 В постоянного тока.

Выбор величины напряжения силовой цепи и местного освещения производит заказчик. По особому заказу величины указанных напряжений могут быть изменены.

Первоначальный пуск. При первоначальном пуске станка прежде всего необходимо проверить надежность заземления и качество монтажа электрооборудования внешним осмотром. После осмотра на клеммных наборах в шкафу управления отключить провода питания всех электродвигателей. При помощи вводного выключателя (ВВ), расположенного в нише электрооборудования, станок подключить к цеховой сети. При помощи кнопок и переключателей станка проверить четкость срабатывания магнитных пускателей и реле.

Описание режимов работы. Перед началом работы необходимо убедиться, что все защитные автоматы включены. Нажатием кнопки Kн1, расположенной на пульте управления, включается с самоблокировкой магнитный пускатель РП. Одновременно с ним включается пускатель РШ. Подключаются к сети электродвигатели привода шпинделя – МШ и привода вспомогательного вала – МВ. Размыкающие контакты РШ 201–222, 201–223 разрывают цепи питания муфт ЗМП1, ЭМП2 и ЭМР1, ЗМР2 непосредственно от выпрямителя. Через замыкающие контакты магнитного пускателя РВ (С3–С4) подается напряжение на трансформатор Тр2 и выпрямитель Д-Д4. Включаются электромагнитные муфты коробки скоростей. Шпиндель начинает вращаться. Остановка электродвигателей осуществляется нажатием кнопки Кн2. На станке можно получить три различные скорости шпинделя на левом вращении и три на правом при определенной паре сменных .колес, меняя сочетания включения муфт первой и второй скорости ЗМ1 и ЗМ2, а также муфт прямого хода ЗМП1, ЭМП2 и реверса ЭМР1, ЭМР2. Муфты расположены в коробке скоростей станка. В зависимости от требуемой программы скоростей шпинделя в цикле необходимые сочетания одновременного включения муфт набираются при наладке на пульте управления путем несложных переключений выключателей ПС1–ПС6 и ПВ1–ПВ6 согласно таблице, нанесенной на панель пульта управления.

Переключение заданной на пульте управления программы скоростей шпинделя в цикле происходит автоматически в зависимости от положения переключателя командоаппарата.

Управление электродвигателем МП производится с помощью командоаппарата, переключателей ПП1–ПП6 и реле РПП, РПБС. При включении катушки реле РПП размыкающим контактом (10–11) отключается магнитный пускатель РШ, выключается двигатель шпинделя МШ. Через размыкающие контакты РШ (201–222, 201–223) подается питание на муфты непосредственно от выпрямителя. Происходит быстрое торможение шпинделя.

Замыкающим контактом включается катушка магнитного пускателя РП. Электродвигатель привода приспособлений МП подключается к сети. При включении промежуточного реле замыкающим контактом 10–16 включается катушка пускателя РП. Электродвигатель МП подключается к сети, при этом электродвигатель МШ остается включенным, что необходимо для операции быстрого сверления. Схема предусматривает останов всех электродвигателей при окончании материала (прутка). Это достигается срабатыванием выключателя ВОМ (5–7).

Освещение рабочего места производится светильником со встроенным выключателем. Светильник смонтирован за револьверным суппортом. Схема имеет сигнализацию подключения станка к сети (включается сигнальная лампа, расположенная на пульте управления). Включение лампы ЛС2 сигнализирует об остановке станка. Лампа смонтирована на ограждении суппортов.

Система защиты. Защита электрооборудования от токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями Bl, В2 и предохранителями Пр1, Пр2, Пр3. Защита электродвигателей от перегрузок осуществляется автоматическим выключателем В1 и тепловыми реле РТВ, РТП. Значения номинальных токов расцепителей автоматов и сменных нагревателей реле даны на принципиальной электрической схеме (рис. 34). Срабатывание тепловых реле и автоматов равносильно нажатию кнопки Кн2.

Рис. 34. Принципиальная электрическая схема токарно-револьверного станка 1Б140

Перечень электрооборудования токарноревольверного станка 1Б140

Обозначение	Наименование	Примечание
С	Конденсатор ЗЩ-Б-ЗО-ЮОСМ
ВВ	Переключатель ПКП
В1	Выключатель автоматический	440 В, 50 Гц, отсечка 14 Iн с блок-контактами, крепление на панели
В2	Выключатель автоматический	440 В, 50 Гц отсечка 14 Iн, крепление на панели
ВОс	Переключатель типа ПЕ-021
ВОМ	Выключатель путевой типа ВПК
Д-Д4	Диод кремниевый Д242А
Кн1	Кнопка типа КЕ-011
Кн2	Кнопка типа КЕ-021
ЛОс	Светильник станочный с лампой накаливания
МВ	Электродвигатель АОЛ2-21-4 М302: 1,1 кВт, 1400 об/мин, 220/380 В, 50 Гц
МП	Электродвигатель АОЛ22-4: 0,4 кВт, 400 об/мин, 220/380 В, 50 Гц
МШ	Электродвигатель AО2-42-4: 5,5 кВт, 1450 об/мин, 220/380 В, 50 Гц
Пр1–Пр3	Предохранители резьбовые ПРС-6П
ПС1–ПС6, ПВ1–ПВ6, ПП1–ПП6	Переключатели автономные П20А2
РПП, РПБС	Реле РПУ 24 В
РВ	Пускатель магнитный типа ПМЕ-111
РП	Пускатель магнитный типа ПМЕ-071И10/50
РШ	Пускатель магнитный типа ШЕ-211(110/50)
РТВ, РТП	Реле тепловое
Тр1, Тр2	Трансформаторы однофазные
ЭМ1-2, ЗМП1-2	Муфты электромагнитные

Маркировка проводов цепи управления

Номер группы	Номер провода (маркировка цепи)	Данные провода			Примечание
		Цвет	Марка	Количество и сечение, мм2
1	А, В, С	Черный, зеленожелтый		3×4 ∙ 1×4	Труба 15 ГОСТ 3262–62
2	1, 4, 7, 8, 10, 102, 103 + 1 резерв, 202, …, 225 + 3 резерв	Красный, синий		8×1 ∙ 27×0,75	Жгут
3	103	Красный, зеленожелтый		1×1 ∙ 1×1	Металлорукав
4	4, 6 AП, ВП, СП	Красный, черный, зеленожелтый	ПГВ	2×1 ∙ 3×1 ∙ 1×1	Металлорукав
5	4, 6	Красный		2×1	Металлорукав
6	201, …, 223 + 3 резерв 5, 7 АВ, ВВ, СВАШ, ВШ, СШ	Синий, красный, черный, зеленожелтый		26×0,75 ∙ 2×1 3×1 ∙ 1×1 3×2,5 ∙ 1×2,5	Металлорукав
7	201, …, 219 + 3 резерв	Синий		22×0,75	Металлорукав
8	5, 7 АВ, ВВ, СВ	Красный, черный, зеленожелтый		2×1 ∙ 3×1 ∙ 1×1	Металлорукав
9	АВ, ВВ, СВ	Черный, зеленожелтый		3×1 ∙ 1×1	Металлорукав
10	АШ, ВШ, СШ	Черный, зеленожелтый		3×2,5 ∙ 1×2,5	Металлорукав
11	220, 221, 222, 223	Синий		4×0,75	Металлорукав

Монтаж и эксплуатация. При установке станок должен быть надежно заземлен. Для присоединения к цеховой системе заземления на станке предусмотрен специальный болт, расположенный на задней стороне основания станка. Рядом с болтом заземления расположено отверстие резьбой для труб 1/2», для ввода питающих проводов. Ввод должен быть осуществлен проводом марки ПГВ сечением 4 мм². В процессе эксплуатации станка необходимо соблюдать следующие условия:

• а) во время работы станка все крышки и дверки, закрывающие доступ к электрооборудованию, должны быть закрыты;
• б) попадание на электроаппаратуру влаги, масла и прочих жидкостей не допускается;
• в) любой ремонт как механической части, так и электрооборудования должен производиться при отключенной сети;
• г) при длительных перерывах в работе (окончание смены, обеденный перерыв) обязательно отключать электрооборудование вводным выключателем;
• д) регулярно производить очистку электрооборудования от пыли и грязи, следить за состоянием контактов магнитного пускателя;
• е) во время эксплуатации электродвигателей систематически производить их технические осмотры и ремонты.

Периодичность техосмотров устанавливается в зависимости от производственных условий, но не реже 1 раза в два месяца. При профилактических ремонтах должны производиться разборка электродвигателя, внутренняя и наружная чистка и замена.

Технические данные электрооборудования станков 1Б140 и 1Б125

Параметр	Данные
Род тока питающей сети	Переменный трехфазный
Частота тока, Гц	50
Напряжение, В	380, 220
Количество электродвигателей на станке	4
Тип электродвигателя главного движения	АО2-42-4
Параметр	Данные
Мощность электродвигателя главного движения, кВт	5,5
Частота вращения электродвигателя главного движения, об/мин	1450
Тип электродвигателя привода вспомогательного вала	AО112-21-4
Мощность электродвигателя привода вспомогательного вала, кВт	1,1
Частота вращения электродвигателя привода вспомогательного вала, об/мин	1400
Тип электродвигателя насоса охлаждения	AО112-11-4
Мощность электродвигателя насоса охлаждения, кВт	0,6
Частота вращения электродвигателя насоса охлаждения, об/мин	1360
Тип электродвигателя привода приспособлений	AОЛ2-11-4
Мощность электродвигателя привода приспособлений, кВт	0,4
Частота вращения электродвигателя приспособлений, об/мин	1400
Суммарная мощность всех электродвигателей, кВт	7,1

Техническая характеристика системы смазки и системы охлаждения станков 1Б140 и 1Б125

Параметр	Данные
Марка масла для смазки	«Индустриальное-20»
Тип насоса смазки	Г11-11
Производительность насоса: марка масла для охлаждения тип насоса охлаждения	«Сульфофрезол»
	Г11-23А’
Производительность насоса охлаждения, л/мин	25 (при 1450 об/мин)
Тип фильтра тонкой очистки масла для смазки	0,08 Г41-11

9. Зубообрабатывающие станки

Зубофрезерный полуавтомат 5Е32. Станок предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями. Кроме того, на данном станке можно нарезать червячные колеса как методом радиальной, так и методом тангенциальной подачи. Если на станке имеется специальное приспособление, можно нарезать зубчатые колеса с внутренним зацеплением, а также методом обкатки – и другие зубчатые детали.

Универсальный зубофрезерный станок 5Е32 предназначен для обработки металла диаметром 800 мм, с максимальным модулем 8 мм и наибольшей длиной зуба нарезаемых зубчатых колес 280 мм.

Техническая характеристика зубофрезерных станков

Параметр	Данные
	5Д32	5Е32	5К32
Основные параметры станка
Наибольший модуль нарезаемого колеса по стали, мм	6	6	10
Наибольший диаметр нарезаемых цилиндрических колес, мм: прямозубых (0°) косозубых (30°) косозубых (45°) косозубых (60°)	800 500 – 190	800 500 – –	800 500 350 120–250
Наибольший диаметр червячных нарезаемых колес, мм	–	–	800
Наибольшая длина венца нарезаемых цилиндрических колес, мм: прямозубых (0°) косозубых (30°) косозубых (45°) косозубых (60°)	– – – –	– – – –	350 200 150 130
Наименьшее число нарезаемых зубьев	–	–	12
Расстояние между осями стола и фрезы, мм	30–500	30–480	80–500
Расстояние от плоскости стола до оси фрезы, мм	200–510	190–525	210–570
Стол
Диаметр стола, мм	475	475	670
Наибольшее перемещение стола, мм	–	–	500
Ускоренное перемещение стола, мм/мин	–	–	170
Ручное перемещение стола за один оборот лимба, мм	–	–	0,5
Суппортная стойка
Наибольшее перемещение суппортной стойки, мм	470	450	–
5Д32	5Е32	5К32
Быстрое перемещение суппортной стойки, мм/мин	50	230	–
Перемещение стойки на одно деление лимба, мм	0,05	0,02	–
Перемещение стойки на один оборот лимба, мм	4,0	4,0	–
Блокировка от перегрузки	Есть	Есть	–
Суппорт
Наибольшее перемещение суппорта, мм	–	335	360
Ускоренное перемещение каретки суппорта, мм/мин	–	220	550
Наибольший диаметр режущего инструмента, мм	–	150	200
Наименьшая длина режущего инструмента, мм	–	130	200
Диаметры фрезерных оправок, мм	–	–	32; 40
Ускоренное перемещение шпинделя вдоль оси, мм/мин	–	–	130
Расстояние от оси шпинделя до направляющих суппорта, мм	–	220	319
Наибольший угол наклона зубьев нарезаемого колеса, град	–	±60	±60
Поворот суппорта на одно деление шкалы линейки, град	–	1	1
Поворот суппорта на одно деление шкалы нониуса, мин	–	6	1
Конусное отверстие шпинделя	–	Морзе 5	Морзе 5
Наибольшее осевое перемещение фрезы, мм	–	–	80
Механика станка
Пределы оборотов фрезы, об/мин	–	53,5–250	5–310
Число ступеней оборотов фрезы	–	8	9
Пределы продольных подач, мм/об	–	–	0,8–5,0
Пределы радиальных подач, мм/об	–	–	0,3–1,7
Пределы тангенциальных подач, мм/об	–	–	0,17–3,7
Число ступеней подач	–	–	7
Привод и электрооборудование станка
Электродвигатель главного привода, кВт	–	4,5	7,5
Электродвигатель ускоренного хода, кВт	–	1,0	3,0
Электродвигатель привода осевого движения фрезы, кВт	–	0,18	0,4
Электродвигатель привода гидронасоса, кВт	–	–	1,1
Электродвигатель насоса охлаждения, кВт	–	0,15	0,15
Габариты и масса станка
Габариты станка (длина × ширина × высота), мм	–	2390 × 1340 × 2080	2550 × 1510 × 2000
Масса станка с электрооборудованием и охлаждением, кг	–	4000	7200

Принципиальная электрическая схема зубофрезерного полуавтомата 5Е32 приведена на рисунке 35.

На зубофрезерном станке 5Е32 установлены четыре трехфазных короткозамкнутых электродвигателя на напряжение 220/380 В:

• электродвигатель главного привода (1Д) мощностью 4,5 кВт, 1440 об/мин, А-51/4;
• электродвигатель насоса охлаждения (2Д) мощностью 0,15 кВт, 2840 об/мин, ПА-45;
• электродвигатель быстрого хода (3Д) мощностью 1,0 кВт, 1410 об/мин, АО-32/4;
• электродвигатель передвижки фрезы (4Д) мощностью 0,18 кВт, 1400 об/мин, АОЛ-12/4.

Перед началом работы на станке включается линейный выключатель ЛВ и подводится напряжение к пусковой аппаратуре. Переключатель ПУ устанавливается в положение «Наладка», «Попутный» или «Встречный».

При необходимости охлаждения включается выключатель ВДО. Электродвигатель насоса охлаждения включается одновременно с двигателем главного привода с помощью контактора 1К.

Рис. 35. Принципиальная электрическая схема зубофрезерного полуавтомата 5Е32

10. Станки для электронно-лучевой обработки

Электронно-лучевая обработка основана на превращении кинетической энергии направленного пучка электронов в тепловую. Высокая плотность энергии сфокусированного луча позволяет обрабатывать заготовки за счет нагрева, расплавления и испарения материала с узколокального участка.

Схема установки для электронно-лучевой обработки приведена на рисунке 36.

Рис. 36. Схема установки для электронно-лучевой обработки: 1 – катод электронной пушки; 2 – электрод; 3 – анод; 4 – электромагнитная линза; 5 – отклоняющая магнитная система; 6 – обрабатываемое изделие

В установках для электронно-лучевой обработки электроны имитируются на катоде 1 электронной пушки, формируются в пучок электродом 2, расположенным непосредственно за катодом, ускоряются под действием разности потенциалов между катодом и анодом 3, составляющей около 150 кВ, а затем фокусируются в виде луча в электромагнитной линзе 4. Сфокусированный электронный луч, пройдя через отклоняющую магнитную систему 5, попадает на обрабатываемое изделие. Обработка ведется в вакууме порядка 10²–10⁴ Па.

При размерной обработке заготовок установка работает в импульсном режиме с длительностью импульсов 10⁴–10⁶ с и частотой 150–6000 Гц, что обеспечивает локальный нагрев заготовки. В зоне обработки температура достигает 6000 °С, а на расстоянии 1 мкм от пятна сфокусированного луча не превышает 300 °С. Диаметр сфокусированного луча в зоне обработки может быть 10–400 мкм, при этом плотность энергии достигает порядка 107 Вт/см².

Электронно-лучевой метод применяют для обработки тугоплавких и легко окисляемых на воздухе металлов и сплавов: вольфрама, молибдена, титана, меди, а также неметаллических материалов: рубина, керамики, кварца, ферритов, полупроводниковых материалов. Размерную обработку используют для прошивки отверстий диаметром 0,01–1 мм, прорезания пазов, вырезания деталей из тонколистовых заготовок по контуру, получения сеток из фольги и др. Кроме того, электронный луч широко применяют для сварки деталей из тугоплавких химически активных металлов и их сплавов (вольфрамовых, танталовых, молибденовых, ниобиевых, циркониевых и т. п.).

11. Назначение и классификация автоматических станочных систем

Автоматическими называются поточные линии станков и агрегатов, связанных в единую систему, в которой весь комплекс технологических процессов происходит без прямого участия рабочего; последний лишь контролирует и налаживает оборудование.

Область применения автоматических линий – массовое производство устойчивых по конструкции изделий. Их используют в различных отраслях машиностроения с довольно широкой номенклатурой операций: сверлильно-расточных, резьбонарезных, литейных, сварочных и термических.

В автоматические линии могут входить агрегаты, осуществляющие покрытие, взвешивание, упаковку и другие вспомогательные работы.

Классификация атоматических линий по ряду принципов. В зависимости от величины штучного выпуска деталей применяются однопоточные (последовательного действия) и многопоточные (параллельно-последовательного действия) линии.

По роду станков различают автоматические линии, скомпонованные из станков, специально построенных для данной линии: агрегатных; универсальных станков, специально модернизированных и автоматизиронных для встройки в автоматическую линию.

По способу передачи обрабатываемых деталей со станка на станок различной линии: со сквозным транспортированием с проходом детали сквозь места зажима (применяются при обработке корпусных деталей на агрегатных станках); с верхним транспортированием; боковым; комбинированным; с роторным транспортированием, применяемым в роторных линиях. Детали транспортируют со станка на станок самостоятельно или, если они необходимы для транспортирования по всей конфигурации, на специальных плитах-спутниках.

По расположению оборудования различают замкнутые и незамкнутые автоматические линии. Замкнутые линии бывают круговые (станки-комбайны) и прямоугольные. Большинство автоматических линий имеет незамкнутое расположение оборудования: прямолинейное, Г-образное, П-образное и др.

Детали, подлежащие обработке на автоматических линиях, прежде всего должны быть технологичными. Заготовки для них должны иметь удобные базы для установки и фиксации в приспособлениях. Конструкция детали должна отвечать требованиям ритмичной обработки, т. е. обеспечивать приблизительно равное время выполнения отдельных операций. В процессе обработки заготовок целесообразно иметь наименьшее количество перестановок и перезажимов, производить максимально возможное совмещение операций, не связанных, однако, с применением очень сложного комбинированного инструмента.

Режущий инструмент выбирают в соответствии с технологией обработки. Обычно применяют нормальный или специальный инструмент: однолезвийный, многолезвийный, а также комбинированный в виде целых блоков.

Важными факторами, от которых может зависеть рентабельность автоматической линии, являются режим обработки и стойкость инструмента. Поскольку количество одновременно работающих инструментов на линии велико, выход из строя одного из них, смена или подладка вызывают остановку всего автоматизированного участка. Оптимальную стойкость инструмента и, следовательно, режимы резания устанавливают опытным путем; намечаются возможности расчета этих факторов. В действующих автоматических линиях режимы резания установлены с таким расчетом, чтобы инструмент работал без переточки всю смену, а в отдельных случаях – только до обеденного перерыва, во время которого затупившийся инструмент можно заменить.

Автоматическая линия представляет собой ряд согласованно работающих по принципу поточного производства взаимосвязанных и автоматически управляемых станков, контрольных механизмов и транспортных устройств, с помощью которых осуществляется обработка деталей по заранее заданному технологическому процессу без участия рабочего.

Автоматическим станочным линиям предшествовали многопозиционные станки-автоматы и многопозиционные агрегатные станки. На данных станках можно выполнять несколько различных операций по обработке деталей. В связи с тем, что сложность изготовляемых деталей всегда связана с множеством операций, требуется и более сложная конструкция многопозиционных станков-автоматов и агрегатных станков. Это вызывает значительное удорожание их изготовления, что экономически невыгодно, а поэтому возникла необходимость перехода от многопозиционных станков к автоматическим линиям. В автоматических линиях количество операций, выполняемых при обработке, может быть значительным; оно зависит от конструкции детали и процесса ее обработки.

Система автоматических станков. Система автоматических металлорежущих станков, связанных автоматическими и транспортными устройствами и единой системой управления, называется автоматической линией. Автоматическая линия состоит из станков-автоматов; автоматически передвигающегося транспортера, служащего для перемещения обрабатываемых деталей и возвращения приспособлений в исходное положение; механизмов фиксации и зажима устройств для накопления и питания линий; механизмов для осуществления поворота обрабатываемых деталей, если это необходимо по условиям обработки устройств для очистки линии от стружки; аппаратуры управления автоматической линией.

В зависимости от назначения автоматические линии разнообразны по конструкторскому оформлению и структуре. Они классифицируются как по наличию и расположению загрузочно-бункерных устройств, так и по принятой системе транспортирования заготовок.

По наличию и расположению загрузочно-бункерных устройств автоматические линии разделяются на три основных типа.

1. Автоматические линии, не имеющие бункерных устройств, являются прямоточными. Обычно эти линии применяются для обработки крупных деталей, например, коробки скоростей блока цилиндров и др. Здесь обрабатываемую деталь рабочий устанавливает и закрепляет на транспортере или в приспособлении. Далее с помощью транспортера деталь перемещается последовательно с одной рабочей позиции на другую на величину t. Снятие готовой детали с транспортера может производиться автоматически или вручную.
2. Бункерно-прямоточная автоматическая линия и поточно-автоматическая линия с приемниками-накопителями предназначены для запасов неполностью обработанных деталей. Эти станочные линии отличаются от безбункерной тем, что вся линия делится на отдельные участки, между которыми помещены промежуточные приемники-накопители запасов неполностью обработанных деталей.
3. Бункерная автоматическая линия, состоящая из группы металлообрабатывающих станков с автоматическим бункерным питанием, связанных автоматическими транспортерами. К недостатку автоматических линий, не имеющих промежуточных бункерных устройств, можно отнести то, что при выходе из строя одного из агрегатов вся линия будет остановлена. При наличии бункерной системы в автоматических линиях при выходе из строя одного из агрегатов остальные участки продолжают работать в результате наличия запасов заготовок в промежуточных бункерах.

Движение процесса автоматической сборки. Любой процесс автоматической сборки может быть разделен на следующие элементарные движения:

• подача деталей к месту сборки;
• ориентация деталей относительно друг друга;
• сопряжение деталей;
• закрепление деталей;
• транспортирование собранного подузла на последующую операцию сборки.

Подача деталей к месту сборки представляет собой один из самых несложных процессов сборки и заключается в перемещении деталей из питательных лотков или магазинов бункерных загрузочных устройств к сборочной позиции.

Ориентация деталей относительно друг друга на сборочной позиции является наиболее характерным процессом автоматической сборки. В этом цикле движений детали должны расположиться относительно друг друга так, чтобы их можно было последующим движением беспрепятственно собрать. Иными словами, детали должны быть поставлены относительно друг друга в такое положение, в котором при любых размерах деталей, лежащих в пределах допуска, они могли бы войти в соединение друг с другом. В изучении условий расположения деталей перед сборкой или ориентации их и заключается основная часть теории автоматической сборки.

Сопряжение деталей представляет собой процесс, в результате которого осуществляется сборка, т. е. одна деталь вступает в соединение с другой или несколькими другими деталями. Можно различить следующие виды сопряжений:

• а) свободное – детали входят в соединение с зазором;
• б) напряженное – детали вводятся в соединение с натягом; в) винтовое – одна из деталей представляет собой винт, а другая – гайку.

В некоторых случаях сборки, после ввода деталей в соединение, требуется произвести дополнительные операции, закрепляющие осуществленное сопряжение. К таким операциям относятся клепка, развальцовка, сварка и пайка.

Упрощенными видами сборки, при которых сопряжения деталей не требуется, являются:

• а) стапелирование – детали располагаются относительно друг друга в определенном положении;
• б) расфасовка – детали располагаются относительно друг друга в непосредственной близости в общем помещении.

Стапелирование и расфасовка обычно сопровождаются подсчетом деталей.

Транспортирование собранного подузла на последующую операцию сборки не представляет собой сложности и осуществляется транспортными механизмами обычного типа.

Ориентация отдельных деталей в пространстве. Детали входят в соединение друг с другом цилиндрическими поверхностями или реже – плоскостями. В соответствии с этим рассмотрим следующие случаи ориентации:

1. по одной наружной цилиндрической поверхности;
2. по двум наружным цилиндрическим поверхностям с параллельными осями;
3. по двум наружным цилиндрическим поверхностям с перпендикулярными (пересекающимися) осями;
4. по одной внутренней цилиндрической поверхности;
5. по двум внутренним цилиндрическим поверхностям с параллельными осями;
6. по одной наружной и по одной внутренней цилиндрическим поверхностям с перпендикулярными осями;
7. ориентация пластины по плоскостям;
8. ориентация по одной плоскости и одной наружной цилиндрической поверхности;
9. по одной плоскости и одной внутренней цилиндрической поверхности.

Перечисленные случаи ориентации, конечно, не исчерпывают разнообразных сочетаний поверхностей, особенно, если учесть, что в процессе сборки, состоящей из нескольких операций, детали последовательно наращиваются (собираются) на частично собранный подузел. Однако разбор этих случаев позволит решать и иные задачи.

Ориентация по одной наружной цилиндрической поверхности может производиться либо в призмах, либо по габариту.

В таком случае ориентацию по оси (в центрах) или по торцам (в чашках) приходится отбросить, так как концы валика должны быть свободны для ввода его в соединение.

При ориентации валика в призмах можно различать два случая. Первый, когда валик забирается из питательного лотка призмой и доводится до плоского неподвижного упора, и второй, когда валик забирается плоским толкателем и доводится до неподвижного упора в виде призмы.

К способам ориентации необходимо предъявить следующее требование: колебание размеров детали в пределах допуска должно мало отражаться на ее положении. Подходя к оценке способов ориентации валика в призмах с этой точки зрения, можно сделать вывод, что первый случай (неподвижный плоский упор) лучше, так как центр валика переместится при изменении размера цилиндра на половину величины этого изменения. При втором случае ориентации перемещение центра валика будет равно половине изменения размера цилиндра, деленной на синус половины угла между щеками приема.

Ориентация валика по габариту, т. е. расположение валика в питателе, имеющем отверстие, равное наружному диаметру валика, значительно хуже установки по призмам, так как отверстие, в котором располагается валик, несколько больше его наружного диаметра и неизвестно, какое положение в этом отверстии занимает валик.

Ориентация детали или подузла по двум цилиндрическим поверхностям с параллельными осями может производиться либо по клину и плоскости, либо по габариту. С помощью рассуждений, аналогичных предыдущим, можно сделать вывод, что лучшим способом установки является ориентация с неподвижной плоскостью и передвижным клином. Установка по габариту для двух цилиндрических поверхностей с параллельными осями является менее надежной и, следовательно, менее желательной, чем для одной цилиндрической поверхности, так как диаметры отверстий в толкателе должны быть увеличены и за счет колебания расстояния между осями.

Ориентация по двум наружным цилиндрическим поверхностям с пересекающимися осями может производиться в двух призмах, причем нижняя призма должна иметь возможность смещения, а верхняя – поворота относительно собственной оси.

Установка по одной внутренней цилиндрической поверхности может производиться только по габариту с помощью штифта. Штифт рекомендуется выполнять трехгранным с концом, заточенным на конус. Это дает возможность применить отдельные детали.

Такого рода установку можно использовать даже для прессовых соединений, так как вводимая в отверстие деталь при этом не сможет войти в трехгранное отверстие плиты, на которой осуществляется сборка (запрессовка). Устройство механизма, управляющего движением центрирующего штифта, должно быть таким, чтобы гарантировать обязательный вывод штифта после сопряжения.

Ориентировка по двум внутренним цилиндрическим поверхностям с параллельными осями может производиться либо двумя трехгранными штифтами, либо трехгранным и ромбическим.

Ориентировка по одной наружной и одной внутренней цилиндрической поверхностям с перпендикулярными (пересекающимися) осями производится так, что наружная поверхность ориентируется по призме, а внутренняя – по трехгранному штифту. При этом наружная цилиндрическая поверхность будет лежать только на одной стороне призмы, что допустимо.

Ориентация пластины по плоскостям производится либо по трем жестким упорам двумя толкателями, либо, что более удобно, по двум упорам одним самоустанавливающимся толкателем.

Ориентация по одной плоскости и одной наружной цилиндрической поверхности может производиться по неподвижной призме и плоскому толкателю либо по плоскому упору и призматическому толкателю. Первый способ установки менее точный, но конструктивно более удобный.

Ориентация по одной плоскости и одной внутренней цилиндрической поверхности производится по трехгранной призме и упору.

В ряде случаев ориентацию деталей или собранных подузлов приходится разбивать на два этапа: а) предварительная установка; б) окончательное центрирование. В качестве примера можно привести ориентацию пластины.

Этап предварительной установки будет заключаться в перемещении пластины от питательного лотка или магазина к месту сборки плоским толкателем без ее точной установки. При этом пластина должна занять такое положение, при котором заточенные на конус концы центрирующих штифтов обязательно зайдут в отверстие пластины. Окончательная, точная ориентировка или центрирование пластины осуществляется по двум отверстиям центрирующими штифтами.

Устройства для автоматического контроля. Разработка новых высокопроизводительных методов и все шире внедряющаяся автоматизация технологических процессов обработки деталей машин привели к существенному снижению трудоемкости их изготовления. Производительность процессов контроля пока растет медленнее (увеличивается количество контролеров). Контроль становится фактором, сдерживающим рост производительности труда на машиностроительных заводах.

Повышение требований к качеству продукции, точности изготовления деталей машин вызывает необходимость повышать точность их измерений (контроля). Следовательно, задача роста производительности труда и качества продукции в машиностроении неразрывно связаны с повышением производительности и точности процессов контроля. Решение этих задач возможно лишь путем автоматизации контроля.

В устройствах автоматического контроля процесс получения и обработки информации об объекте контроля автоматизирован, т. е. совершается по заданной программе без участия человека. Результаты контроля используются для приведения в действие исполнительных органов автоматических систем.

Внедрение автоматического контроля наряду с повышением производительности труда и сокращением количества контролеров приводит к устранению субъективных погрешностей, что повышает объективность, точность контроля и качество продукции.

Контроль является неотъемлемой и важной частью технологического процесса. Основное назначение технического контроля во всех его разновидностях – следить за ходом технологического процесса, регулируя качество продукции. Контроль выявляет нарушения нормального хода процесса, образующиеся на выходе контролируемых параметров объектов контроля за установленные границы. На основе информации, полученной по результатам контроля, производится подналадка, т. е. регулируется ход процесса.

Рабочий на токарном или шлифовальном станке периодически проверяет текущий размер детали при работе методом пробных проходов и в зависимости от результатов контроля устанавливает инструмент для получения заданного окончательного размера.

При работе по методу настроенного станка рабочий и наладчик периодически проверяют размеры обработанных на станке деталей и при необходимости вносят изменения в его настройку.

Контрольные операции, предписанные технологическим процессом, производятся персоналом отделов технического контроля в контрольных пунктах либо после выполнения данной операции (операционный контроль), либо после окончательного изготовления детали (окончательный контроль). В зависимости от стабильности технологического процесса и предъявляемых требований контроль может быть стопроцентным или выборочным.

Информация, полученная в результате контроля параметров процесса, передается для осуществления подналадки процесса через различные промежутки времени в зависимости от формы и места контроля в технологическом процессе. Промежуток времени, протекающий от момента выхода параметра детали, обрабатываемой на станке, за установленные пределы до момента наладки станка по результатам информации, полученной при контроле, называется периодом подналадки.

Повышение уровня автоматизации оборудования и контроля привело к созданию металлорежущих станков с автоматической подналадкой по результатам контроля детали сразу после прекращения обработки. В таких станках регулирование процесса обработки производится автоматически и период подналадки становится минимальным.

В рассмотренных примерах расположение средств контроля в технологическом процессе и способ передачи информации, полученной в результате контроля и использования ее для регулирования процесса, различны.

Средства контроля. Автоматические средства контроля можно разделить на средства пассивного (приемочного) и активного (управляющего) контроля.

Средства пассивного автоматического контроля производят приемку и разбраковку (рассортировку) деталей с большим сдвигом во времени после их изготовления; отделяют бракованные детали, не допуская их проникновения на сборку, и обеспечивают таким способом качество продукции. Средства пассивного контроля не воздействуют непосредственно на ход технологического контроля. Полученная информация используется для регулирования процесса при значительной величине периода подналадки. Пассивный контроль не предупреждает появление брака.

Средства активного автоматического контроля непосредственно связаны с ходом технологического процесса и активно в него вмешиваются, регулируя параметры обрабатываемых деталей. Они управляют движениями исполнительных органов станков по результатам контроля обрабатываемых размеров деталей до, в процессе или после обработки.

Активный контроль предупреждает появление брака. Оператор и наладчик освобождаются от непрерывного наблюдения за ходом технологического процесса, становится возможным многостаночное обслуживание. Повышаются производительность труда за счет сокращения вспомогательного времени и точность обработки.

Активный автоматический контроль является прогрессивным, однако при внедрении его возникает ряд трудностей. Подавляющее большинство станков действующего парка основано на ручном управлении и не может быть включено в систему активного контроля без существенной модернизации, которую трудно провести силами завода-потребителя.

Применение автоматов пассивного контроля экономически наиболее оправдано при необходимости рассортировки деталей на группы внутри поля допуска для селективной сборки.

Весьма рационально также встраивание контрольных автоматов в автоматические станочные линии. В таком случае контрольный автомат непосредственно воздействует на ход технологического процесса, т. е. превращается в средство активного контроля.

Средства контроля по степени автоматизации можно разделить на неавтоматические, полуавтоматические и автоматические.

Механизированные средства контроля (контрольные приспособления) относятся к классу неавтоматических. Они применяются для последовательного (одномерные) или одновременного (многомерные) контроля различных параметров качества (отклонений размеров, геометрической формы, расположения поверхностей и др.) деталей. Загрузка, выгрузка и раскладка деталей по соответствующим ячейкам производятся контролером вручную. Информацию о результатах контроля он получает по показаниям шкальных или светосигнальных приборов.

В полуавтоматических средствах процесс контроля и сортировки осуществляется автоматически. Не автоматизирована лишь загрузка деталей. Автоматические и полуавтоматические средства контроля представляют собой измерительные системы. Измерительной системой называют совокупность средств измерения (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и использования в автоматических системах управления.

Измерительный прибор – это средство измерений, вырабатывающее сигналы измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительный преобразователь – средство, вырабатывающее сигналы измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Автоматические системы в зависимости от выполняемой ими задачи могут быть разделены на системы автоматического контроля, автоматического управления и автоматического регулирования технологических процессов. Они представляют собой сложные устройства, состоящие из различных механических, гидравлических, электрических и других звеньев. Однако все звенья, составляющие автоматическую систему, по выполняемым ими функциям могут быть разделены на типовые функциональные элементы, тогда системы представлены в виде функциональных блок-схем, характеризующих последовательность воздействий в их структурной цепи. Элемент воспринимает измерительный сигнал от объекта контроля и реагирует на изменение измеряемой величины.

Воспринимающими элементами измерительных систем для контроля размеров деталей являются измерительные стержни, измерительные губки, рычаги и др.

Задающие элементы служат для установки значения величины, характеризующей управляемый процесс, закона ее изменения или порядка воздействия на управляемый процесс. Задающими элементами автоматических измерительных систем являются, например, регулировочные винты неподвижных контактов преобразователей, определяющие предельные размеры контролируемой детали или заданную величину окончательного размера детали, обрабатываемой на станке, и др.

Элемент сравнения осуществляет сравнение величин воздействия, полученных от воспринимающего и задающего элементов, и передает сигнал на преобразующий элемент.

Измерительный элемент воспринимает преобразованные воздействия контролируемого объекта и фиксирует числовые значения изменений контролируемой величины на показывающем, регистрирующем или цифровом отсчетном устройстве. Исполнительный элемент воздействует на рабочие органы управляемого объекта, осуществляя конечное преобразование энергии, получаемой от преобразующего элемента. Например,

электромагнит преобразует электрическую энергию в механическую, перебрасывая заслонку сортировочного устройства, или переключает золотники гидравлической системы, управляющей рабочим органом станка.

Автоматические средства пассивного контроля выполняют задачу автоматического контроля. Они подразделяются на контрольные автоматы, осуществляющие после ряда вспомогательных операций автоматический контроль и сортировку изделий на годные и брак, и контрольно­сортировочные, выполняющие кроме указанных функций сортировку годных изделий на две и более группы.

Функциональная блок-схема контрольных и контрольносортировочных автоматов имеет разомкнутую цепь воздействий от контролируемого объекта без обратной связи. Обратной связью называют дополнительную связь, направленную от выхода к входу процесса.

Системы активного автоматического контроля в процессе обработки выполняют задачу управления процессом. Контролируется размер обрабатываемой детали и в зависимости от его значения путем передачи воздействий от исполнительного элемента на рабочий орган станка переключаются режимы и прекращается обработка. Функциональная блок-схема системы активного контроля в процессе обработки также имеет разомкнутую цепь воздействий, так как функции регулирования размера выполняются наладчиком. Рабочий орган станка работает на основе внешних воздействий от программного устройства.

Система активного контроля с автоматической подналадкой станка выполняет задачу регулирования процесса. Контролируется размер обработанной детали и в зависимости от его значения при необходимости путем передачи воздействий от исполнительного элемента на корректирующий блок осуществляется подналадка станка. Функциональная блок-схема такой системы имеет замкнутую цепь воздействий с обратной связью и является схемой простой системы автоматического регулирования по отклонению размера.

Новые машины и аппараты облегчают и заменяют физический труд человека. Однако до недавнего времени почти все, даже наиболее совершенные, механизмы и приборы предназначались для выполнения весьма разнообразных, но только исполнительных функций. Область умственной деятельности, психика, сфера логических функций человеческого мозга казались совершенно недоступными механизации.

Современный уровень развития радиоэлектроники позволяет ученым и инженерам ставить и разрешать задачи создания новых устройств, которые освобождают человека от необходимости следить за производственным процессом и направлять его, т. е. заменяют оператора, диспетчера. Появился новый класс машин – управляющие машины. Они могут выполнять самые разнообразные и часто довольно сложные задачи управления производственными процессами. Создание управляющих машин позволяет перейти от автоматизации отдельных станков и агрегатов к комплексной автоматизации конвейеров, цехов, целых заводов.

Автоматические рабочие машины и системы автоматических машин можно разделить на следующие виды.

Автомат – это машина, на которой все работы неоднократно осуществляются без непосредственного участия человека, т. е. автоматически.

Если эта машина представляет собой металлорежущий станок, то на ней как минимум автоматически выполняются:

• ввод заготовок в рабочую зону, ориентация их, установка и закрепление;
• все операции по непосредственному воздействию на заготовку, т. е. обработка;
• все вспомогательные движения рабочих органов (холостые перемещения суппортов, столов, салазок, бабок и т. п.);
• снятие обработанных изделий;
• удаление отходов (стружки) из зоны обработки.

При этом человек осуществляет наладку автомата, заполнение заготовками и необходимыми материалами загрузочных устройств, периодический контроль обработки и подналадку, а также смену инструмента при его затуплении.

Полуавтомат отличается от автомата тем, что он автоматически выполняет только один рабочий цикл и для его повторения требуется вмешательство рабочего. Например, металлорежущий полуавтомат обычно не имеет автоматической загрузки, и рабочий должен в начале каждого цикла вручную установить и закрепить заготовку, пустить станок в ход, а иногда и снять обработанное изделие.

Здесь человек осуществляет только функции наладки, наблюдения и регулирования, в некоторых случаях (пока в большинстве) – контроль обработки и подналадку, а также смену инструмента при его затуплении.

На рисунке 37 показана схема автоматической станочной линии с программным управлением.

Рис. 37. Схема автоматической линии с программным управлением: 1 — загрузочный бункер; 2, 10 — транспортеры; 3, 9, 12 — перекладчики; 4 — фуговальный станок СФ-4; 5 — приводные вальцы; 6 — торцовобазовый станок; 7 — четырехсторонний строгальный станок; 8 — контрольное устройство; 11 — шипорезный станок ПАРК-6; 13 — сверлильно-пазовальный станок СвПА; 14 — пульт управления

12. Прокатные станы

Прокатный стан – это совокупность привода, шестеренной клети, одной или нескольких рабочих клетей.

Прокатные станы классифицируют по трем основным признакам: по числу и расположению валков; числу и расположению рабочих клетей; их назначению.

Стан дуо имеет два валка (рис. 38), которые вращаются либо в одном направлении (нереверсивные станы), либо в разных направлениях (реверсивные станы). Последнее позволяет пропускать обрабатываемый материал в обе стороны.

Стан кватро имеет два рабочих и два опорных валка, расположенных один над другим. Приводными являются рабочие валки.

Многовалковые станы (двенадцати- и двадцативалковые) также имеют только два рабочих валка, а все остальные являются опорными. Валки приводятся в действие через промежуточные опорные валки. Такие конструкции станов позволяют применять рабочие валки малого диаметра, благодаря чему увеличивается вытяжка и снижается давление металла на валки.

Рис. 38. Рабочая клеть стана дио «800»: 1 – станины; 2 – крышка; 3 – подушки; 4 – валки; 5 – нажимное устройство для верхнего и нижнего рабочих валков; 6 – уравновешивающее устройство

Универсальные станы, кроме горизонтальных валков, имеют и вертикальные, расположенные с одной и обеих сторон горизонтальных валков.

По расположению рабочих клетей станы могут быть одно и многоклетьевыми с линейным и последовательным расположением клетей. У линейных станов клети расположены в одну или несколько линий; в каждой линии все валки связаны между собой и вращаются с одной скоростью. Последнее является существенным недостатком этих станов, так как препятствует значительному увеличению скорости прокатки по мере увеличения длины прокатываемой полосы. Поэтому в некоторых случаях для повышения производительности станов клети располагают в несколько линий с разной скоростью прокатки.

Производительность прокатки можно повысить последовательным расположением клетей в непрерывных станах. Привод рабочих клетей непрерывных станов может быть группой, когда несколько клетей приводятся в движение от одного двигателя, или индивидуальным, когда каждая клеть имеет свой двигатель. В обоих случаях окружная скорость каждой последующей пары валков должна быть больше скорости предыдущей на строго определенную величину. На непрерывных станах можно прокатывать полосу с натяжением, что позволяет увеличить обжатия. Внедрение непрерывности всего процесса прокатки – одно из основных направлений технического прогресса в прокатном производстве.

Прокатные станы по назначению подразделяются на станы для производства полупродукта и станы для выпуска готового проката.

К первым относятся обжимные станы (блюминги и слябинги) – для прокатки слитков в продукт крупного сечения для последующей прокатки на сортовой или листовой металл и заготовочные – для получения полупродукта более мелкого сечения из блюмов или слитков небольшой массы.

Станы для выпуска готового проката характеризуются видом выпускаемой продукции: рельсобалочные, сортовые, листо-, трубопрокатные и станы для специальных видов проката.

Размер блюмингов, слябингов, заготовочных, рельсобалочных и сортовых станов обусловливается диаметром бочки валков; размер листовых станов – длиной бочки, а размер трубопрокатных станов – наружным диаметром прокатываемых труб.