Конструктивные особенности узлов тяжелых и уникальных продольно-строгальных станков

Компоновка суппортов тяжелых двухстоечных продольно-строгальных станков всех моделей однотипна: на поперечине размещаются два вертикальных, а на стойках — по одному боковому суппорту.

Станина тяжелого продольно-строгального станка должна:

• • иметь высокую геометрическую точность по форме и прямолинейности образующих и шероховатость поверхности направляющих Ra 1,25— 0,63 мкм;
• • сохранять точность под действием переменных сил резания и веса заготовки;
• • сохранять геометрическую точность во времени; иметь высокую поверхностную твердость (устойчивость против задиров и износа) в сочетании с хорошей обрабатываемостью строганием и шабрением;
• • иметь направляющие толщиной не менее 50 мм, что позволит удалять следы износа, сохраняя длительное время работоспособность станка;
• • быть удобной для выверки и периодического восстановления точности ее установки на фундаменте в процессе эксплуатации.

Обычно станина имеет коробчатую форму с системой ребер. Средняя часть станины несколько выше крайних участков. На каждом конце станины имеется углубление для сбора масла, сгоняемого столом вдоль направляющих.

У станков с шириной строгания 2—3 м станины имеют одну V-образную и одну плоскую направляющие (см. рис. 8.1, а); при ширине строгания.

4—5 м — одну, среднюю, V-образную и две плоские направляющие. Угол V-образной направляющей при вершине равен 110°. По направляющим подается масло, которое скапливается в желобе, находящемся при вершине V-образной направляющей.

У плоских направляющих станины имеются бурты, которые не позволяют смазочному материалу переливаться за се борт на фундамент. Направляющие станины и стола подвержены значительному износу. Для сохранения точности станка они должны обладать высокой износостойкостью. Направляющие станины делают более твердыми, чем направляющие стола. Для направляющих тяжелых станков рекомендуется узкий диапазон значений твердости — 190—220 IIВ, что ухудшает условия механической обработки и значительно затрудняет шабрение направляющих при ремонте.

Иногда в качестве направляющих применяют специальные шлифованные стальные каленые планки 4 и 5 (рис. 8.2), которые прижимаются к станине 3 распорной планкой 6 и замковыми планками 2. На столе 1 закрепляются антифрикционные накладки 7 и 8. Таким образом обеспечивается долговечность станка и снижаются требования, касающиеся твердости чугунных поверхностей, на которые укладываются накладные направляющие, и отсутствия на них внешних дефектов.

Рис. 8.2. Конструкция накладных направляющих:

• 1 — стол; 2 — замковая планка; 3 — станина; 4 — боковая каленая планка;
• 5 — горизонтальная каленая планка; 6 — распорная планка; 7, 8 — антифрикционные

накладки.

Стол продольно-строгального станка находится в более сложных условиях, чем станина. Непостоянные масса и место закрепления заготовки, меняющаяся точка приложения сил резания, неопределенный характер деформаций, возникающих при закреплении заготовок, — все это вызывает разброс размеров готовых деталей. Поэтому стол должен быть очень жестким, что может быть достигнуто увеличением его высоты. Однако возрастание массы стола требует повышения мощности и увеличения размеров привода. Поэтому для станков с шириной стола 2—5 м и длиной 6—20 м принято отношение его высоты к ширине 0,1—0,18, а также отношение высоты стола к расстоянию между крайними направляющими в пределах 0,2−0,3.

У наиболее тяжелых (уникальных) продольно-строгальных станков стол приводится в движение двумя параллельно расположенными червяками 4 (рис. 8.3) через две рейки 2, причем червяки находятся иод углом к ним («елочкой»). Приводные редукторы 3 устанавливают симметрично, но обе стороны станины сзади станка, т. е. выводят из зоны его обслуживания. Такая компоновка позволяет соединять приводные червяки с редукторами валами одинаковой длины, а следовательно, и одинаковой жесткости, что способствует более равномерному перемещению стола.

Столы уникальных станков с шириной строгания 4—5 м, а также специальных удлиненных строгальных станков делают составными, содержащими 2—4 части. Наружная рабочая поверхность стола обрабатывается и имеет ряд продольных Т-образных пазов. Средний паз обрабатывается с большей точностью, чем остальные (с допуском по ширине Н11), так как служит базой для установки приспособлений и заготовки. В последнее время для устранения задиров направляющие столов покрывают пластинами из сплава цветных металлов, бронзы или текстолита толщиной 5—10 мм. Применение текстолита на стекловолокнистой основе недопустимо. Антифрикционные пластины приклеивают и дополнительно притягивают бронзовыми или латунными винтами.

Рис. 8.3. Главный привод продольно-строгального станка с двумя червяками, расположенными «елочкой»:

1 — стол; 2 — рейки; 3 — редуктор; 4 — червяк.

Поперечина также оказывает существенное влияние на формирование точности обработки. По передним продольным направляющим 4 (рис. 8.4) перемещаются суппорты. Сзади поперечины, по ее краям слева и справа, имеются вертикальные направляющие 13 для ее движения вдоль стойки. Увеличение расстояния между направляющими обеспечивает более устойчивое и жесткое расположение суппортов и поперечины. Однако чрезмерно большое расстояние между направляющими приводит к увеличению высоты стайка. Средняя часть корпуса поперечины имеет коробчатую форму повышенной жесткости, что обеспечивает необходимую жесткость и точность станка.

В углублении между передними направляющими размещаются ходовые винты 3, предназначенные для перемещения саней суппортов, и приводной вал 2 для перемещения ползунов. Здесь же располагаются тяги 7 зажимного механизма и рычаги 1, воздействующие на конечные выключатели, которые автоматически останавливают электродвигатели зажима. Левые опоры ходовых винтов и приводного вала плавающие, так как невозможно точно расточить отверстия под опоры с обеих сторон поперечины.

Зажим поперечины может осуществляться электромеханической или гидравлической системой. С помощью рис. 8.4 можно проследить, как действует электромеханическая система зажима поперечины. В приливы на корпусе поперечины ввинчены шпильки Я на которые с зазором надеты зажимные рычаги 10. Через промежуточную серьгу 8 рычаги 10 и 12 связаны штангой 11. Электродвигатель 5 через редуктор 6 вращает тягу 7, проходящую по всей длине поперечины. Через рычажную систему с кулачком тяга воздействует на серьгу и толкает штангу. При этом рычаг 10 прижимает зубом поперечину к вертикальному выступу на внутренней стороне стойки и притягивает ее к направляющим стоек. Одновременно рычаг 12 прижимает поперечину к направляющим стоек. Силу зажима регулирует реле, которое отключает электродвигатель, но достижении ее заданного значения.

Отжим поперечины контролируют конечные выключатели. Так как электродвигатель развивает необходимый крутящий момент постепенно, в червячном редукторе (рис. 8.5) червячное колесо 1 посажено на вал 3 свободно. Перед включением электродвигателя, передающего движение на червяк через муфту 2, от руки проворачивают червячную пару за его квадрат 4 червячного вала, отводя штифт 5 от штифта 6. После включения электродвигателя он сначала разгоняется вхолостую (пока червячное колесо не сделает полный оборот). После этого штифты приходят в соприкосновение, вал 3 приводит в движение тягу 7 (см. рис. 8.4), и происходит отжим поперечины.

Гидравлические зажимы поперечины (рис. 8.6) используют на тяжелых станках, у которых остальные механизмы гидрофицированы и предусмотрен комплекс гидравлического оборудования. Такой гидравлический зажим может устанавливаться независимо от кинематических цепей там, где создается наибольший прижим к порталу. Для гидравлических зажимов не требуется применения длинных тяг, проходящих по всей длине поперечины, они менее громоздки и более удобны при монтаже.

Гидроцилиндр 3 поршня 2 может через шток 1 осуществлять зажим и разжим, имея при этом возможность поворачиваться вокруг оси 4. Важное преимущество гидравлического зажима состоит в том, что он в меньшей степени деформирует корпус поперечины, и, кроме того, для его установки не требуется делать большие окна, следовательно, поперечина будет иметь большую жесткость.

В процессе эксплуатации тяжелых продольно-строгальных станков после перемещения поперечины вниз ее необходимо приподнимать вверх для устранения люфта в паре виит-гайка механизма подъема поперечины с целью сохранения ее параллельности плоскости стола.

Винтовые пары подъема поперечины изнашиваются неравномерно, поэтому периодически следует выравнивать ее положение с помощью регулировочной муфты (рис. 8.7). При вращении квадрата 3 червяка муфты поворачивается червячное колесо 2 и связанный с ним при помощи шпонки вал 7, передающий вращение на один из ходовых винтов подъема поперечины.

Рис. 8.4. Поперечина тяжелого продольно-строгального станка:

1, 10, 12 — рычаги; 2 — приводной вал; 3 — ходовые винты; 4, 13 — направляющие; 5 — электродвигатель; 6 — редуктор; 7 — тяга; 8 — серьга; 9 — шпилька; 11 — штанга.

Рис. 8.5. Червячный редуктор механизма зажима поперечины:

• 1 — червячное колесо; 2 — муфта; 3 — вал; 4 — квадрат червячного вала;
• 5,6 — штифты

Рис. 8.6. Механизм гидравлического зажима поперечины:

1 — шток; 2 — поршень; 3 — гидроцилиндр; 4 — ось Таким образом, положение поперечины выравнивают, поднимая или опуская ходовым винтом одну ее сторону. На некоторых тяжелых станках положение поперечины регулируют непосредственным поворотом ходового винта. Оба способа неудобны тем, что они неосуществимы одним человеком: нужно, чтобы один рабочий находился на уровне поперечины и вращал регулировочные винты, а другой контролировал ее положение по уровню.

В некоторых современных конструкциях тяжелых продольно-строгальных станков применяют механизмы с дистанционным выравниванием поперечины и контролем, но прибору ее положения. Однако к этому методу прибегают редко, так как выравнивать поперечину приходится нечасто, а автоматика в данном случае усложняется.

Рис. 8.7. Муфта для выравнивания положения поперечины:

1 — вал; 2 — червячное колесо; 3 — квадрат Механизм зажима ползуна (рис. 8.8) крепится на лире 2 болтами 1. Ползун 3 зажимается поворотом болта 6, который притягивая клин 5 к планке 7, давит на него через сухарь 4. В некоторых тяжелых станках ползун зажимается непосредственно винтом, но этот способ зажима ненадежен, поскольку его применение может привести к смещению выставленной режущей кромки (в наибольшей мере это относится к широкому резцу).

Рис. 8.8. Механизм зажима ползуна:

1, 6 — болты; 2 — лира; 3 — ползун; 4 — сухарь; 5 — клин; 7 — планка.