Затем основная револьверная головка поворачивается на одну шестую оборота, что приводит в рабочее положение широкие чистовые резцы B, а боковая револьверная головка также поворачивается для установки чистового резца B1 спереди. (Поворот основной револьверной головки на данном конкретном станке осуществляется ослаблением зажимного рычага n и поднятием стопорного штифта головки с помощью рычага p.) Затем ступица, сторона и периферия заготовки обрабатываются начисто. Когда резцы B зажимаются в резцедержателях, они, конечно, устанавливаются для точения ступицы на требуемую высоту. Третья операция выполняется инструментами C, один из которых «снимает» или делает фаску на углу литого отверстия в ступице, чтобы обеспечить начальную поверхность для сверла D, а другой протачивает наружную часть ступицы после удаления фасочного резца. Четырехзубое сверло D затем используется для рассверливания литого отверстия, после чего это отверстие растачивается близко к чистовому размеру и концентрично окружности заготовки расточным резцом E, за которым следует чистовая развертка F. Когда используются сверло, расточной резец и развертка, револьверная головка устанавливается над центром или осью стола с помощью жесткого центрального упора на левой стороне суппорта револьверной головки. Если необходимо переместить головку за центральное положение, этот упор можно отвести в сторону.
Рис. 18. Точение маховика бензинового двигателя на вертикальном револьверном токарном станке — первое положение
Рис. 19. Точение маховика бензинового двигателя — второе положение
На рис. 18 и 19 показано точение маховика автомобиля, что является еще одним типичным примером работы для станка этого типа. Маховик обрабатывается за две установки. Его положение для первой серии операций показано на рис. 18, а последовательность четырех операций для первой установки показана на схемах рис. 20. Первая операция требует четырех инструментов, которые действуют одновременно. Три инструмента, закрепленные в резцедержателе A револьверной головки, подрезают ступицу, диск и обод маховика, в то время как резец a в боковой головке выполняет черновую проточку наружного диаметра. Наружный диаметр также обрабатывается начисто широким чистовым резцом b, которому придается большая подача. Во второй операции нижняя сторона обода обрабатывается начисто резцом c, наружные углы закругляются резцом d, а внутренняя поверхность обода протачивается начисто отогнутым резцом B, который перемещается в рабочее положение поворотом основной револьверной головки. В третьей операции боковая головка отводится в сторону, и внутренняя поверхность обода обрабатывается начисто другим отогнутым резцом B1. Заключительной операцией при этой установке является растачивание центрального отверстия, которое выполняется оправкой C со сменными пластинами, позволяющими обработать отверстие за одну установку револьверной головки.
Рис. 20. Схемы, показывающие, как последовательные операции выполняются различными инструментами в револьверной головке
Оставшиеся операции выполняются на противоположной стороне заготовки, которая закреплена в «мягких» кулачках J, точно расточенных по размеру обработанного наружного диаметра, как показано на рис. 19. Резец в основной револьверной головке протачивает внутреннюю часть обода, а боковая головка оснащена двумя резцами для одновременной подрезки диска и ступицы. Поскольку резец в основной револьверной головке работает на левой стороне обода, он установлен режущей кромкой назад. Чтобы переместить револьверную головку в это положение, которое находится за центром стола, упомянутый ранее центральный упор отводится в сторону.
Плавающие патроны для разверток. Если развертка жестко закреплена в револьверной головке расточного станка или револьверного токарного станка, она может создать отверстие, которое будет слегка коническим или слишком большим. Когда отверстие растачивается однолезвийным расточным резцом, оно получается концентричным оси вращения, и если развертка, точно выставленная по расточенному отверстию, подается в заготовку, готовое отверстие должно быть цилиндрическим и правильного размера. Однако очень трудно установить развертку точно на одной оси с расточенным отверстием из-за небольших отклонений в индексации револьверной головки или ошибок, возникающих в результате износа направляющих или других важных частей станка.
Чтобы предотвратить неточности по этой причине, развертки часто закрепляют в так называемом «плавающем» патроне. Этот тип патрона устроен так, что развертка вместо жесткого закрепления имеет небольшое свободное или плавающее движение, благодаря чему она может следовать за отверстием, которое было расточено точно, без ограничений. Таким образом, отверстие развертывается прямо и практически до того же размера, что и развертка.
Рис. 21. Два типа плавающих патронов для разверток
Существует много различных конструкций плавающих патронов, но общий принцип, на котором они основаны, проиллюстрирован двумя типами, показанными на рис. 21. Развертка и патрон, показанные слева, имеют шаровой хвостовик A, который упирается в упорный винт B, вставленный в конец патрона C, через который проходит приводной штифт. Нижний конец хвостовика развертки также имеет сферическую форму в точке D, и винт-штифт E крепит насадную развертку к этому концу. Следует отметить, что отверстие в хвостовике для штифта E имеет «раструб» с каждой стороны от центра и что имеется зазор F между хвостовиком и корпусом развертки; следовательно, развертка имеет свободное плавающее действие в любом направлении. Этот патрон дал очень удовлетворительные результаты.
Патрон, показанный справа, прикреплен к торцу револьверной головки четырьмя винтами с цилиндрической головкой. Гильза C удерживается в пластине A с помощью двух стальных штифтов B, которые плотно сидят в пластине A и свободно входят в байонетные пазы D. Держатель развертки E плавает на гильзе C, причем плавающее движение обеспечивается через четыре стальных штифта G, входящих в приводное кольцо F. Два штифта плотно сидят в держателе E и два — в гильзе C. Торцы гильзы C, приводного кольца F и держателя развертки E плотно прижимаются друг к другу с помощью пружины H, которая гарантирует, что развертка удерживается идеально ровно. Пружина H регулируется с помощью гайки I, которая поворачивается рожковым ключом, поставляемым с каждым патроном. Развертка закреплена так, что ее ось всегда поддерживается параллельно центру отверстия, и в то же время она имеет небольшую тенденцию к самоустановке в радиальном направлении, так что отверстие и развертка автоматически сохраняют идеальную соосность друг с другом.
Рис. 22. Многошпиндельный станок для растачивания цилиндров
Многошпиндельный станок для растачивания цилиндров. На автомобильных и других заводах, где требуется большое количество цилиндров бензиновых двигателей, обычно используются многошпиндельные расточные станки вертикального типа. Станок, показанный на рис. 22, представляет собой специальную конструкцию для растачивания четырех цилиндров, отлитых en bloc или в одной цельной отливке. Заготовка закрепляется в кондукторе, который имеет верхнюю плиту, оснащенную направляющими подшипниками для жесткого удержания шпинделей во время растачивания. К нижнему концу каждого шпинделя прикреплена расточная головка, и растачивание выполняется путем вертикальной подачи стола с отливкой. Это движение подачи осуществляется механически и автоматически выключается, когда резцы расточили отверстие на требуемую глубину. Конкретный показанный станок используется только для черновой расточки, а чистовая обработка цилиндров выполняется развертыванием на другом аналогичном станке. Цилиндры растачиваются до диаметра 3 5/8 дюйма, и около 3/8 дюйма металла снимается черновым проходом. Шпиндели имеют фиксированные межосевые расстояния, так как станок предназначен для постоянного использования на цилиндрах одного размера, поэтому регулировка не требуется. Конечно, специальный станок такого рода используется только в цехах, где постоянно требуется большое количество цилиндров одной конструкции. Некоторые станки для растачивания цилиндров вертикального типа имеют шпиндели, которые можно регулировать на разные межосевые расстояния, если это необходимо для обработки цилиндра другого размера.
ГЛАВА VII
ГОРИЗОНТАЛЬНО-РАСТОЧНЫЕ СТАНКИ
Расточной станок горизонтального типа показан на рис. 1. Конструкция и работа этого станка сильно отличаются от вертикального расточного станка, и он также используется для совершенно другого класса работ. Горизонтальный станок применяется преимущественно для растачивания, сверления или фрезерования, тогда как вертикальная конструкция особенно приспособлена для точения и растачивания. Горизонтальный тип также используется для точения или подрезки фланцев или подобных поверхностей, когда такая операция может быть выполнена с выгодой в сочетании с другими станочными работами над той же деталью.
Рис. 1. Горизонтально-расточной, сверлильный и фрезерный станок Lucas
Тип станка, показанный на рис. 1, имеет массивное основание или станину, к которой приболчена колонна C с вертикальными направляющими, на которых установлена шпиндельная бабка H. Эта бабка содержит гильзу или пиноль, в которой продольно перемещается шпиндель S. Шпиндель несет резцы для растачивания, тогда как фрезы или вспомогательная планшайба для подрезки торцов приболчены к торцу А гильзы шпинделя. Сама деталь крепится прямо или косвенно к столу или плите P. Во время работы станка резец или инструмент вращается вместе с гильзой шпинделя или шпинделем, и либо резец, либо обрабатываемая деталь получает движение подачи, в зависимости от характера работы. Шпиндель можно перемещать вручную для настройки или механически для подачи резца, например, при растачивании или сверлении.
Всю шпиндельную бабку H также можно перемещать вертикально по передней части колонны C вручную для установки шпинделя на нужную высоту или механически для подачи фрезы в вертикальном направлении. Когда вертикальное положение шпиндельной бабки изменяется, блок выносной опоры B также перемещается вверх или вниз на соответствующую величину, причем обе части соединены валами и зубчатой передачей. Блок B поддерживает внешний конец расточной оправки, а заднюю стойку, в которой установлен этот блок, можно перемещать вдоль станины в соответствии с длиной детали, вращая квадратный конец вала D рукояткой. Плита P имеет поперечную подачу, а суппорт E, на котором она установлена, может перемещаться в продольном направлении по станине; оба этих движения также могут осуществляться вручную или механически. Существует ряд механических подач для резцов, а также ускоренные механические перемещения в направлении, обратном подаче, для быстрого возврата резца в исходное положение, когда это необходимо.
Этот станок приводится в действие ремнем, соединяющим шкив G с трансмиссионным валом. Во время работы станка этот шкив соединяется с главным приводным валом посредством фрикционной муфты F, управляемой рычагом L. Этот главный вал через зубчатую передачу приводит в движение вертикальный вал I, который с помощью других шестерен в шпиндельной бабке сообщает вращательное движение шпинделю. Поскольку станок этого типа используется для растачивания отверстий различных диаметров и для множества других работ, необходимо иметь ряд ступеней скорости вращения шпинделя. Девять скоростей получаются путем изменения положения сдвижных шестерен, управляемых рычагами R, и это число удваивается за счет перебора в шпиндельной бабке, управляемого рычагом J.
Величина подачи шпинделя, шпиндельной бабки, плиты или суппорта изменяется двумя рычагами K и K1, которые управляют положением сдвижных шестерен, через которые передаются движения подачи. Направление подачи можно изменить, переключив рычаг O. На данном станке для каждого положения перебора шпинделя доступно девять изменений подачи, что дает в общей сложности восемнадцать ступеней. Движение подачи передается на шпиндельную бабку, шпиндель, плиту или суппорт, по мере необходимости, тремя распределительными рычагами T, U и V, которые управляют муфтами, соединяющимися с валами трансмиссии или ходовыми винтами. Когда рычаг T повернут влево, включается продольная механическая подача шпинделя, тогда как поворот вправо включает вертикальную подачу шпиндельной бабки. Рычаг U включает поперечную подачу плиты P, а рычаг V — продольную подачу суппорта E. Эти рычаги имеют простое, но остроумное блокирующее устройство, которое делает невозможным включение более одной подачи одновременно. Например, если рычаг T установлен для подачи шпинделя, рычаги U и V заблокированы от перемещения.
Подачи запускаются и останавливаются рычагом M, который также включает ускоренный механический ход при переводе в противоположное положение. Этот ускоренный ход работает для любой подачи, включенной распределительными рычагами, и, как было сказано ранее, в обратном направлении. Например, если реверсивный рычаг O установлен для подачи шпинделя вправо, ускоренный ход будет направлен влево, и наоборот. Поперечная подача плиты может быть автоматически отключена в любой точке путем установки регулируемого упора в нужное положение, а подачу также можно отключить ручным рычагом сбоку плиты.
Все различные движения подачи могут осуществляться как вручную, так и механически. С помощью маховика N шпиндель можно медленно перемещать вперед или назад для подачи резца вручную. Когда фрикционный зажим Q ослаблен, для перемещения шпинделя можно использовать штурвал W, если желательна ручная регулировка. Шпиндельную бабку можно регулировать по вертикали, вращая квадратный вал X рукояткой, а суппорт можно перемещать вдоль станины, вращая вал Y. Ручная регулировка плиты осуществляется валом Z. Шпиндельную бабку, плиту и суппорт также можно регулировать с торца станка, когда это удобнее. Валы X, Y и Z оснащены лимбами, которые проградуированы для отображения перемещений в одну тысячную дюйма. Эти лимбы используются для точной настройки шпинделя или детали, а также для растачивания отверстий или фрезерования поверхностей, которые должны находиться на точном расстоянии друг от друга.
Рис. 2. Горизонтально-расточной и сверлильный станок с вертикальной регулировкой стола
Горизонтально-расточной станок с вертикальной регулировкой стола. — Еще один горизонтально-расточной станок частично показан на рис. 2. Этот станок относится к тому же типу, что и показанный на рис. 1, но его конструкция, как можно заметить, существенно отличается. Шпиндель нельзя регулировать по вертикали, как в первой описанной конструкции, но он установлен и приводится в движение почти так же, как шпиндель токарного станка, а регулировка по высоте достигается путем подъема или опускания рабочего стола. В этом отношении конструкция прямо противоположна станку, показанному на рис. 1, который имеет вертикальную регулировку шпинделя и рабочий стол, остающийся в одной горизонтальной плоскости. Подъем или опускание стола осуществляется валом E, который вращает большие гайки, входящие в зацепление с винтами S. Вал E вращается либо вручную, либо механически.
Главный шпиндель приводится в движение конусным шкивом P, либо напрямую, либо косвенно через показанный перебор. Это устройство дает шесть скоростей шпинделя, а удвоенное число получается при использовании двухскоростного контрпривода сверху. Движение для продольной подачи шпинделя передается через конус шестерен, который обеспечивает необходимые изменения, на шестерню, входящую в зацепление с рейкой, которая перемещает шпиндель. Большой маховик H и соответствующее колесо на противоположной стороне используются для быстрой регулировки шпинделя вручную. Хомут или выносная опора B для расточных оправок может быть зажата в любом положении вдоль станины для поддержки оправки как можно ближе к детали.
Горизонтально-расточные станки строятся во многих других конструкциях, но все они имеют такое же общее устройство, как и показанные станки, и работают по тому же принципу, за исключением специальных типов, предназначенных исключительно для выполнения определенных классов работ. Горизонтально-расточной, сверлильный и фрезерный станок очень эффективен для определенных видов работ, поскольку позволяет завершить все операции механической обработки некоторых деталей за одну установку. Например, отливку, требующую сверления, растачивания и фрезерования в разных местах, часто можно обработать, не меняя ее положения на плите после закрепления. Часто возникает необходимость отфрезеровать сравнительно небольшую поверхность после того, как деталь была расточена. Если эту фрезерную операцию можно выполнить, пока деталь установлена для растачивания, будут получены точные результаты (при условии, что станок находится в хорошем состоянии) и сэкономлено время, которое в противном случае потребовалось бы для переустановки детали на другой станок. Некоторые примеры работ, при которых различные операции выполняются за одну установку, будут рассмотрены позже. Горизонтально-расточной станок также позволяет обрабатывать дублирующие детали без использования кондукторов, что важно, особенно при крупногабаритных работах, из-за стоимости кондукторов.
Сверление и растачивание — используемые резцы. — Отверстия на горизонтальном станке сверлятся путем простой установки сверла требуемого размера либо непосредственно в шпиндель S (см. рис. 1), либо в переходную втулку, а затем подачи шпинделя наружу вручную или механически. Когда необходимо расточить отверстие, в шпиндель вставляется расточная оправка B1, и к этой оправке крепится резец. Затем оправка подается через отверстие по мере вращения резца. Различие, проводимое машинистами между сверлением и растачиванием, заключается в следующем: отверстие считается просверленным, когда оно образовано путем врезания сверла в сплошной металл, тогда как растачивание означает увеличение просверленного или литого отверстия либо с помощью одного расточного резца, либо двухстороннего резца, который работает на обе стороны отверстия, либо резцовой головки, имеющей несколько инструментов.
Рис. 3. Расточные резцы различных типов
Существуют различные способы крепления резцов к расточным оправкам, и используемые резцы варьируются для разных классов работ. Простой тип резца, который широко используется для растачивания небольших отверстий, показан на рис. 3 в позиции A. Резец c изготовлен из полосового материала, а резание осуществляется передними кромками e и e1, которые скошены в противоположных направлениях. Резец удерживается в оправке коническим клином w и центрируется по плечикам s, так что диаметр отверстия будет равен длине резца. Внешние углы спереди должны быть слегка закруглены, так как острый угол быстро затупится. Эти резцы изготавливаются разных размеров, а также комплектами для черновой и чистовой обработки. Черновой резец растачивает отверстия до размера, не доходящего примерно 1/32 дюйма до чистового, после чего он заменяется чистовым резцом. Резец с закругленными концами, как показано на детальном эскизе a, иногда используется для легких чистовых проходов. Эти закругленные концы образуют режущие кромки и обеспечивают гладкую отделку.