Основним розробником та виробником одношпиндельних верстатів-автоматів у СРСР був Ленінградський завод верстатів-автоматів, ЛЗСА .
В даний час з усього різноманіття верстатів цієї групи у виробництві залишилася модель ЛА155ф30 - токарний автомат поздовжнього точення з ЧПУ .
Фасонно-відрізні автомати застосовуються для фасонної обробки та відрізки коротких порівняно простих заготовок у масовому та великосерійному виробництві.
Для виготовлення складніших деталей у великосерійному виробництві використовуються автомати поздовжнього точення (наприклад 1М10ДА ), токарно-револьверні верстати (наприклад 1М365 ) або багатошпиндельні токарні автомати (наприклад 1А225-6 ).
Розрізняють пруткові фасонно-відрізні автомати , заготовками для яких служить калібрований круглий, квадратний або шестигранний пруток (з найбільшим діаметром 16, 25 і 40 мм) і бунтові фасонно-відрізні автомати - заготовки, що обробляють малого діаметра з дроту, згорнутої в бунт.
У порівнянні з прутковими автоматами бунтові більш продуктивні за рахунок скорочення час простоїв автомата, необхідне на підготовку та заправку нового прутка. Перед обробкою дріт проходить через механізм редагування.
Відмінною особливістю фасонно-відрізних автоматів є те, що заготівля в процесі обробки затиснута нерухомо - поздовжнього та обертального руху не має (на відміну від автоматів поздовжнього точення або токарно-револьверних верстатів), а має лише періодичне поздовжнє переміщення вперед для обробки наступної заготовки.
Обробка заготовок ведеться методом одночасного врізання та відрізки отриманої деталі фасонними, фасочними, відрізними та іншими різцями, встановленими на поперечних супортах.
Одношпиндельні токарні автомати належать до категорії найпростіших. Приводами для всіх допоміжних рухів та подач різання здебільшого є кулачки, керовані кулачковим валом.
За один оберт розподільного (кулачкового) валу здійснюється повний автоматичний цикл обробки деталі. Тому частота обертання розподільного валу безпосередньо визначає продуктивність автомата.
Деякі моделі фасонно-відрізних автоматів мають поздовжній супорт, що дозволяє при подачі вздовж осі деталі свердлити отвори. Верстати для свердління отворів, нарізування різьблення та інших операцій оснащені спеціальними пристроями, що дозволяють розширити їх технологічні можливості.
Схема роботи бунтового фасонно-відрізного автомата
Схема роботи бунтового фасонно-відрізного автомата. Дивитись у збільшеному масштабі
Заготівля обробляється головкою, що обертається з різцями. Різці переміщуються в поперечному напрямку незалежно один від одного (рис. 67).
Подача дроту 5 на необхідну довжину здійснюється переміщенням санок 7 з механізмами подачі та правки. При цьому з переднього затиску 4 виштовхується оброблена раніше деталь.
Після подачі дріт затискається в трьох місцях: переднім 4 і середнім 6 затискачами, розташованими по обидва боки від різцевої голівки, що обертається 3, і заднім затискачем 1, розташованим в шпиндельній бабці 2.
При відході санок 7 назад частинина дроту, змотана з бунту 9 при її подачі і підлягає подальшій обробці, правиться роликами 8. Задній затискач утримує дріт від зсуву при правці.
Схема обробки на фасонно-відрізному автоматі
Схема обробки на фасонно-відрізному автоматі. Дивитись у збільшеному масштабі
Схема обробки на фасонно-відрізному автоматі
Схема обробки типової заготівлі показано на рис. 68. Після відрізки заготовки (рис. 68, а) різці головки, що обертається, відходять у вихідне положення, затискні пристрої розтискаються і дріт подається вперед, виштовхуючи виготовлену деталь, потім затискається. До неї одночасно підходять різець 1, що робить обточування діаметра 2,5 мм оброблюваної заготовки і обточування фаски деталі, що відрізається, і різець 2, що здійснює підрізування торця, відрізку деталі і обточування конуса наступної заготовки (рис. 68, б).
На пруткових фасонно-відрізних одношпиндельних автоматах деталі виготовляють із каліброваного прутка та труб (з найбільшим діаметром 16, 25 та 40 мм), а при застосуванні магазинного завантаження – із штучних заготовок. Обробка деталей може проводитися також із прутків квадратного та шестигранного перерізу.
У нашій промисловості застосовувалися фасонно-відрізні автомати 1106, 110Ф, 112Ф, 11Ф16, 11Ф25, 11Ф40 та ін. Із зарубіжних фірм дані автомати випускаються фірмами „Index” (ФРН), „Тагех” (Швейцарія) та ін.
Верстат 1106 має найпростішу конструкцію з бунтових фасонно-відрізних автоматів. Дворізцева головка забезпечує мінімальну обробку заготовки.
Бунтовий фасонно-відрізний автомат 1106
Основні параметри автомата 1106
Кінематична схема фасонно-відрізного автомата 1106
Кінематична схема фасонно-відрізного автомата 1106. Дивитись у збільшеному масштабі
Кінематичні схеми різних моделей фасонно-відрізних автоматів принципово не відрізняються одна від одної (рис. 3). Кінематична схема складається з приводу обертання різцевої головки 25 приводу обертання розподільного валу V.
Різцева головка 25 приводиться в обертання від електродвигуна 1 через плоскочасну передачу зі шківами 28 і 22. Розподільний вал V отримує обертання через запобіжну зубчасту муфту 4, циліндричну зубчасту передачу 2-3, Конічну зубчасту передачу 5-6, змінні зуб подач, черв'ячну передачу 12-13.
На розподільчому валу V встановлені кулачок 14 механізму 20 подачі та правки матеріалу з бунту 19, кулачок 15 механізму 21 заднього та середнього затиску матеріалу, кулачки 16 і 17 механізмів 23 і 24 подачі поперечних супортів на різцевій головці 22 і 28 оброблюваної заготівлі. Вмикання та відключення обертання розподільного валу V здійснюється зубчастою муфтою 4 при повороті рукоятки. При налагодженні автомата обертання розподільного валу вручну проводиться рукояткою 7 через ланцюгову передачу 8-9 зубчасту передачу 10-11.
Механізм подачі та виправлення матеріалу автомата 1106
Механізм подачі та виправлення матеріалу (рис. 30). На санках 11 змонтовані три регульовані ролики 10 і чотири нерегульовані ролики 1, механізм 6 затиску матеріалу, повзушка 5, гвинти 4, кулачок 8 і пружини 7. Санки 11 отримують рух від важеля, пов'язаного з кулачком 2 (див. рис. 28) валу. При русі санок відбувається переміщення матеріалу, при цьому кульки 2 (рис. 30) заклинюються конусною втулкою 3. При русі санок 11 вправо проводиться правка матеріалу роликами 10 і 1, кульки 2 розклинюються і ковзають по матеріалу (дроту), затиснутому в . Ролики 10 і 1, ковзаючи своїми канавками нерухомого матеріалу, правлять його в горизонтальній площині. При заправці матеріалу три ролики 10 на повзушці 5 відсуваються пружиною 7 під час повороту кулачка 8. Ггвинтами 4 регулюють розташування роликів відносно один одного. Для очищення матеріалу від бруду його пропускають між двома текстолітовими колодками 9, які притискаються до пружинами матеріалу.
На верстаті за потреби може бути додатково змонтований механізм для вертикального виправлення матеріалу.
Шпиндельна бабка з різцевою головкою автомата 1106
Шпиндельна бабка (рис. 29). Опори шпинделя 6 виконані з двох пар радіальних шарикопідшипників 3 і 8, які змонтовані в складовому корпусі 2. Шпиндель 6 отримує обертання від шківа 4. Разом зі шпинделем обертається різцева головка 10, опорою якої служить сферичний шарикопідшипник 12ц. трубу 22. Разом зі шпинделем обертаються також штоки 7 і 19 кінці яких виконані у вигляді плоских кулачків. Штоки, переміщаючись у пазах шпинделя від муфт 5 вліво, похилими кінцями розводять важелі 11 і 18, здійснюючи поворот державок 14 і 25. Здійснюється подача різців 26 і 27 на заготівлю. Різці відводяться від заготівлі пружинами 24, а налаштування різця на розмір роблять ггвинтами 13 і 16. Муфти 5 отримують рух від важелів 21, поворот яких забезпечується кулачками 4 і 5 (див. рис. 28) розподільчого валу. Затискач дроту в цангі 15 (рис. 29) здійснюється переміщенням труби 20 і втулки конусної 17 вправо. Установку труби 22 щодо осі шпинделя роблять клинами 23. Через штуцери 1 і 9 підводиться олія для змащування опор шпинделя.
Механізм переднього затиску фасонно-відрізного автомата 1106
Механізм переднього затиску фасонно-відрізного автомата 1106. Дивитись у збільшеному масштабі
Механізм переднього затиску матеріалу (рис. 31). Матеріал затискається цангою 1, пружиною через 9 тягу 7 і конусну втулку 2. Розжим матеріалу проводиться при переміщенні тяги 7 з втулкою 2 вправо. Переміщення здійснюється за допомогою кулачка 6 (див. рис. 28) розподільного валу важелем 14 (рис. 31) і муфтою 12. Натяг пружини 9 регулюють гайкою 11. Конусна втулка 2 загвинчується в гайку 6 з прорізами, що упирається. 4 запресований штифт 15, який входить до пазу гайки 6 і фіксує гайку в осьовому напрямку. Правий кінець конусної втулки 2 має два секторні хвостовики, які проходять через прорізи гайки 6 і загвинчуються в тягу 7. Це забезпечує нерухомість цанги 1 при затиску і передачу навантаження від конусної втулки 2 затискної цангі 1. Механізм змонтований у корпусі . Співвісність затискної цанги 1 зі шпинделем регулюють у вертикальній площині поворотом ексцентричної втулки 10 при звільненій гайці 5, а горизонтальній - переміщенням корпусу 8 на станині. Охолоджуюча рідина підводиться в зону різання через ковпачок 3. При подачі матеріалу готова деталь проштовхується і при невеликій довжині падає через вікно в лоток 16. При довжині деталей більшої, ніж довжина вікна, вони виштовхуються через трубку 13.
Бунтовий фасонно-відрізний автомат 1Б032 на відміну від розглянутого вище автомата має три різцетримачі в різцевій головці.
Для передачі руху державкам у шпиндельному вузлі змонтовано три труби-штовхачі та три гільзи, які передають рух різцетримачам. Відповідно розподільний вал має три кулачки подачі труб-штовхачів. Крім того, автомат має додатковий розподільний вал.
Робочий простір фасонно-відрізного автомата 1Б032
Робочий простір фасонно-відрізного бунтового токарного автомата показано на рис. 3. Розміри, зазначені на рис. 3 зірочкою, є величини можливого регулювання. Розмір, вказаний між торцями цанги заднього затиску та гайки люнета, відповідає мінімальній відстані між ними.
Розташування органів керування фасонно-відрізним автоматом 1Б032
Розташування органів керування фасонно-відрізним автоматом 1Б032. Дивитись у збільшеному масштабі
Шпиндель та різцева головка фасонно-відрізного автомата 1Б032
Шпиндель та різцева головка фасонно-відрізного автомата 1Б032. Дивитись у збільшеному масштабі
Шпиндель різцевої головки працює на двох опорах. Однією з них (передньої) є два радіально-завзятих, а інший - однорядний шарикопідшипник. Зазор у шарикопідшипниках передньої опори можна регулювати лише при повному розбиранні всієї шпиндельної групи. Регулювання здійснюють зближенням зовнішніх кілець шарикопідшипників за рахунок відповідного зменшення ширини верхнього дистанційного кільця, що знаходиться між ними.
Особливістю шпиндельної групи є наявність усередині шпинделя труб-штовхачів, які переміщуються вздовж осі шпинделя, перебуваючи в контакті з роликами, розміщеними у вилках важелів. Важелі наводяться в рух важільною передачею і управляються змінними дисковими кулачками, що закріплюються на розподільчому валу. Труби-штовхачі через кульки передають поступальний рух гільзам, які, рухаючись уперед своїми скошеними передніми торцевими поверхнями, повертають важіль різцетримача. Різцеутримувач з'єднаний з важелем конічною розрізною втулкою та гвинтом. Таке з'єднання дозволяє регулювати жорсткий зв'язок важеля з різцеутримувачем і надавати останньому різні положення щодо центру втулки люнетної-цанги.
Гільзи притиснуті до кульок пружинами, які треба періодично перевіряти, тому що при їх ослабленні в кулькових стиках труб-штовхачів і гільз можуть виникнути люфти, що викликають дроблення при точенні. Люнетна змінна втулка-цанга є саморегулюючою відповідно до зазору між нею і матеріалом, що обробляється. Якщо товщина дроту в якомусь місці стає меншою за необхідну, то під дією пружини, поміщеної між конічною втулкою і гайкою на кінці люнетної втулки-цанги, остання втягується в конічне гніздо і пружно стискається, зменшуючи діаметр свого отвору.
Шпиндель та різцева головка фасонно-відрізного автомата 1Б032
Шпиндель та різцева головка фасонно-відрізного автомата 1Б032. Дивитись у збільшеному масштабі
Фасонно-відрізні токарні пруткові автомати відрізняються від токарно-револьверних автоматів тим, що замість револьверного супорта з револьверною головкою мають поздовжній супорт, розташований праворуч від торця шпинделя. Каретка супорта рухається напрямною вздовж осі шпинделя верстата. Т-подібні пази плити супорта служать для встановлення та закріплення різних допоміжних інструментів та пристроїв.
Державка призначена для встановлення центрових інструментів та різцевих державок із круглими хвостовиками. В отворі державки інструмент закріплюють гвинтом та втулкою. Точну установку державки в поздовжньому напрямку виробляють гвинтовим упором, незалежно закріпленим у Т-подібних пазах. Поздовжній хід супорту повідомляється важелем подачі, на ролик якого впливають змінні кулачки, що встановлюються на барабані розподільного валу. Величину ходу регулюють зміною відношення плечей важеля перестановкою його в поздовжньому пазу сухаря. Кінцеве положення супорта у напрямку до заготовки, що обробляється, встановлюють переміщенням завзятої планки по її пазу. У каретці планка кріпиться ггвинтами.
Кінцеве положення супорта встановлюють гвинтовим упором регульованим цим же упором регулюють натяг закріпленої на ньому пружини, під дією якої супорт повертається у вихідне положення.
Типова схема обробки фасонно-відрізного автомата 1Б032. Дивитись у збільшеному масштабі
Автомати мод. 11Ф16, 11Ф25 та 11Ф40 є не бунтовими, а прутковими. За технологічним принципом роботи вони подібні до токарно-револьверних автоматів, тільки замість супорта з револьверною головкою вони мають поздовжній супорт, що служить для встановлення на ньому свердлильного інструменту.
Конструктивно фасонно-відрізні автомати трохи відрізняються один від одного. Їхні основні вузли змонтовані на станині 6, встановленої на масивній підставі 7. В основі 7 розташовані два електродвигуни, редуктор, електрошафа, баки охолодження та мастила. Всі рухомі вузли автоматів закриті кожухами, що знімаються або відкидними 5.
Автомати мають блокувальний механізм, що відключає розподільний вал та електродвигун при обриві ременя приводу різцевої головки, закінчення матеріалу або перевантаження приводу розподільного валу.
Схема установки різців у налагодженнях фасонно-відрізних автоматів
Схема установки різців у налагодженнях фасонно-відрізних автоматів. Дивитись у збільшеному масштабі
У процесі обробки каліброваних заготовок відсутнє поздовжнє переміщення прутка та шпиндельної бабки. Заготівля обробляється головкою, що обертається, з встановленими на ній прохідними, фасонними, відрізними та іншими різцями, що переміщаються в поперечному напрямку з незалежною один від одного подачею (рис. 2, а, .6). Подача заготовок на необхідну довжину здійснюється переміщенням санок з механізмами подачі та правки.
При використанні в якості заготовок дроту спочатку відбувається його очищення в спеціальному пристрої автомата з наступним виправленням механізму роторного типу. Дріт, що обробляється, при цьому не обертається, а має тільки поздовжнє переміщення.
Автомати оснащуються спеціальними пристрійми для свердління отворів, нарізування різьблення тощо, що дозволяють розширити їх технологічні можливості.
Відмінною особливістю автомата 11Ф25 є те, що коробки швидкостей та подач поєднані в один вузол. Замість револьверного супорта є головка поздовжнього супорта. Автомат забезпечений двома вертикальними, двома поперечними та хрестовими супортами (рис. 2, в). В умовах дрібносерійного виробництва автомат може застосовуватися з використанням групових налагодок, а також для операцій доведення з магазинним завантаженням.
Кінематична схема фасонно-відрізних автоматів проста і має два основні ланцюги: головного руху та приводу обертання розподільчого валу.
Головний привід випускається у двох виконаннях
За своєю компоновкою дані автомати аналогічні токарно-револьверним автоматам і мають з ними ряд конструктивно-уніфікованих вузлів:
У порівнянні з токарно-револьверними автоматами фасонно-відрізні автомати простіше за конструкцією та в обслуговуванні, менше за розмірами та масою, дешевше, успішно замінюють токарно-револьверні автомати при обробці щодо простих заготовок, де не потрібно багатоінструментальне оброблення.
Дані фасонно-відрізні автомати мають три (за особливим замовленням – чотири) поперечних супорта для врізних робіт. Передній поперечний супорт на автоматах 11Ф25 і 11Ф40 виконаний хрестовим, що дозволяє проводити поздовжнє обточування заготовок.
На основному поздовжньому супорті встановлюються головка для кріплення центрового інструменту або різці для поздовжнього обточування, обробки торців або фасок.
Верстати для свердління отворів, нарізування різьблення та інших операцій оснащені спеціальними пристроями, що дозволяють розширити їх технологічні можливості.
