Из одношпиндельных токарных автоматов наиболее распространены автоматы фасонно-продольного точения и револьверные автоматы.
Автоматы фасонно-продольного точения применяют для изготовления изделий небольшого диаметра и сравнительно большой длины. В качестве заготовок берут чисто тянутые прутки диаметром от 2 до 18 мм, которые закрепляются в шпинделе и направляются через люнетную втулку. Продольную подачу получает вращающийся пруток вместе с шпиндельной бабкой (рис. 287, а) или вращающийся шпиндель с прутком. Число суппортов у этих автоматов доходит до пяти. Каждый суппорт имеет поперечную независимую подачу.
Рис. 287. Фасонно-продольный токарный автомат: а — схема действия; б — пример обработки детали на фасонно-продольном автомате: 1 — подрезка торца; 2— обточка диаметра с 4 на 12 мм; 3 — подрезка торца; 4 — обточка диаметра 6 мм; 5 — нарезание резьбы М4; 6 — отрезка детали; 7 — готовая деталь.
Сочетания перемещений и остановок вращающегося прутка и резцов позволяют обрабатывать различные поверхности: при неподвижном резце в рабочем положении и продольной подаче прутка обрабатывается цилиндрическая поверхность, при поперечной подаче резца и вращении прутка производится отрезка заготовки или проточка канавок в ней, при одновременной продольной подаче прутка и поперечной подаче резца обрабатывается конусная поверхность. Применяя дополнительные устройства на этих авторах, можно выполнять сверлильные и резьбонарезные работы. Пример изготовления типичной детали приведен на рис. 287, б. Токарно-револьверные автоматы применяются для изготовления деталей с наружными и внутренними поверхностями. На них выполняют точение, сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы, фрезерование шлицев. Автоматы этого типа выпускаются для обработки заготовок из прутков с максимальным диаметром от 12 до 40 мм. На рис. 288 представлен общий вид токарно-револьверного одношпиндельного автомата модели 11А36 для изготовления деталей из прутка диаметром до 36 мм.
Рис. 288. Общий вид одношпиндельного токарно-револьверного автомата.
В пустотелый шпиндель бабки 2 устанавливают пруток, который закрепляется для обработки цанговым зажимом. После обработки заготовки и отрезки готовой детали пруток автоматически освобождается в цанговом зажиме и механизмом подачи 1 подается до упора, закрепленного в одном из гнезд револьверной головки 4. В шести отверстиях револьверной головки могут закрепляться различные режущие инструменты. Фасонные и отрезные резцы закрепляются в поперечных суппортах 3. Маховичком 6 пользуются для вращения вспомогательного вала при наладке станка на заданную обработку.
Пуск и остановка станка осуществляется нажатием кнопок, смонтированных на передней части станины. Управление всеми холостыми и рабочими движениями станка осуществляется распределительным валом 5.
Автомат имеет бесступенчатое регулирование скоростей шпинделя в пределах от 88 до 2060 об/мин. Принцип работы приведенного токарно-револьверного автомата поясняется кинематической схемой, изображенной на рис. 289. Источником движения станка является регулируемый электродвигатель 33 постоянного тока мощностью 4,2 квт. Электродвигатель 33 питается через электромашинный усилитель (ЭМУ) с поперечным полем, состоящий из электродвигателя трехфазного тока 19 (N = 4,5 квт, n = 2935 об/мин) и генератора постоянного тока 28 (N = 42 квт).
Рис. 289. Одношпиндельный токарно-револьверный автомат: а — кинематическая схема и б — типовые детали, обрабатываемые на нем.
Движение шпинделя 2 передают от электродвигателя 33 через двухскоростную коробку скоростей 35 = (i1 = 26 / 52 = 1 / 2 и i2 = 39 / 39 = 1) и клиноременную передачу 190 / 190. После каждого поворота револьверной головки шпиндель 2 электропереключателями скоростей 14 может автоматически изменять число оборотов в соответствии с очередной работой, а реверсирование шпинделя осуществляется реверсом 30.
Вспомогательный вал вращается отдельным электродвигателем 5 (N = 1 квт) через червячную передачу 2 / 24. Распределительный вал 16 получает вращение от вспомогательного вала 4 через зубчатые колеса 29/79, сменные зубчатые колеса а, b, с, d, червяную передачу 1/40 и коническую зубчатую передачу 44 / 44.На распределительном валу закрепляются сменные дисковые кулачки 34, 32, 31, управляющие соответственно поперечными движениями суппортов: переднего 6, заднего 7 и вертикального 8. Кроме того, на распределительный вал установлены кулачки 25 и 18, которые боковыми выступами качают рычаги е, f, переключающие муфту 10, и рычаги m, n, переключающие муфту 13.
Муфта 10 передает вращение от распределительного вала 4 зубчатому колесу 36, от которого через передачу 36 / 72 вращается вал 9 с закрепленными на нем барабанными кулачками 3 и 1. Кулачок 3 через качающийся рычаг действует на цангу и зажимает пруток для обработки или освобождает его, а кулачок 1 с помощью других качающихся рычагов подает пруток через шпиндель 2 до упора. Муфта 13 передает вращение от распределительного вала зубчатому колесу 57, а от последнего через зубчатые передачи 57 / 76 76 / 38 46 / 46 вращается коническое зубчатое колесо 46.
С одной торцовой стороны этого конического зубчатого колеса закреплен кулачок, который, действуя на рычаг 29, качает его относительно точки О. Второй конец рычага 29 поднимается и, сжимая пружину, вытягивает фиксатор 27 из гнезда револьверной головки, освобождая ее для поворота. При дальнейшем вращении конического зубчатого колеса 46 палец 12 западает в прорезь шестипазового мальтийского креста 11 и поворачивает его на 1/6 часть окружности, а вместе с ним закрепленную на одном валу револьверную головку 26. После этого фиксатор 27 под действием пружины западает в гнездо револьверной головки, жестко фиксируя ее для выполнения режущим инструментом работы в очередной позиции.
Револьверный суппорт имеет быструю подачу к заготовке, медленное рабочее движение подачи и быстрый отход в исходное положение. Медленное движение подачи производится от закрепленного на валу 15 дискового кулачка 17 с помощью рычага 20 и зубчатого сектора 21, находящегося в постоянном зацеплении с губчатой рейкой 22, установленной свободно в револьверном суппорте. От рейки 22 головка получает движение через поводок 23 и кривошипный диск 24. Быстрый отход головки производится сначала пружиной (на схеме не показана), причем в это время ролик рычага 20 скользит по скату кулачка 17, а затем окончательный отвод суппорта производится во время полуоборота кривошипного диска 24 при неподвижной рейке 22. Ролик рычага 20 в это время остается на концентричной части профиля кулачка 17. Быстрый подвод головки производится при втором полуобороте кривошипного диска 24. Диск 24 вращается от того же кулачка 18, который осуществляет поворот револьверной головки. При израсходовании материала прутка специальные механизмы автоматически отключают вращение вспомогательного вала и шпинделя. На рис. 289, б показаны образцы деталей, изготовляемых из пруткового материала. Применяя специальные загрузочные приспособления, на автомате можно обрабатывать штучные заготовки.
Производительность одношпиндельного токарно-револьверного автомата
Время обработки одной заготовки на автомате складывается из суммы времени рабочих и холостых ходов. Она называется временем цикла и равна
tц = tр + tх,
где tр — время рабочих ходов в минутах (время резания материала заготовки); tx — время холостых ходов в мин.
Производительность автомата в штуках (обработанных заготовок) за одну минуту будет
Q = 1/tц = 1/tр + tх.
