Плоскокулачковая силовая головка

В процессе обработки плоскокулачковая силовая головка остается неподвижной, подача осуществляется за счет перемещения пиноли. Эта особенность конструкции допускает установку двух, а иногда и трех силовых головок на одной позиции агрегатного станка, причем установка вертикальных и наклонных головок не требует в основном специальных противовесов.

Пиноль головки вместе со шпиндельной насадкой весит в 5—10 раз меньше, чем вся головка. Поэтому холостые перемещения пиноли рассматриваемой головки на больших скоростях характеризуются меньшей инерционностью, чем холостые перемещения головок с подвижным корпусом. Одновременно достигается уменьшение затрат энергии на холостой ход и уменьшается износ направляющих.

Несмотря на указанные достоинства конструкции и наименьшую стоимость по сравнению с другими головками, плоскокулачковая силовая головка АУ311-10А обладает и недостатками, которые ограничивают область ее применения. К основным недостаткам головки относятся:

1) наличие относительно большого количества деталей и сложность конструкции;

2) небольшая мощность и небольшие осевые усилия, при которых может работать головка;

3) невозможность переналадки цикла без смены копира и невозможность подналадки без смены копира и ролика, что снижает точность обработки;

4) малая величина общего хода (75 мм) является недостаточной для выполнения ряда операций; необходимо иногда отводить головку для смены инструмента, чем нарушается наладка на размеры по длине;

5) при изменении глубины сверления (например, при уменьшении ее) без замены кулачка длина рабочего хода пиноли не может быть уменьшена, что сопровождается дополнительным перемещением инструментов с рабочей подачей без снятия стружки;

6) кулачковый механизм подач не обеспечивает работы с жестким упором и получение небольших подач;

возможности плоскокулачковой силовой головки

С учетом потери мощности в самой силовой головке на вращение шпинделя и осуществления подачи

7) ограничение усилия подачи, так как контакт на кулачке происходит в точке или по линии небольшой длины (14 мм);

8) отсутствие жесткой кинематической связи между величиной подачи и числом оборотов шпинделя;

9) отсутствие достаточной жесткости пинольной конструкции, что при использовании многошпиндельных насадок вызывает необходимость создания дополнительного направления инструментам с помощью специальных цилиндрических скалок и др. При растачивании необходимо применять специальные расточные блоки, имеющие точные и жесткие направляющие. В связи с этим при вертикально и наклонно расположенных силовых головках необходимо устанавливать противовесы;

10) защита от перегрузки механизма подач осуществляется с помощью шариковой муфты, которая не обеспечивает срабатывания при точной регулировке усилия подач и при достижении предельных нагрузок. Шариковая муфта по своей конструкции и исполнению не обладает должной чувствительностью. Зачастую невозможно отрегулировать муфту на небольшие крутящие моменты. Сплошь и рядом при наладке муфта перетягивается и в итоге происходят частые поломки инструментов;

11) зависимость времени холостых ходов от глубины обработки.

Для большего представления о возможностях плоскокулачковой силовой головки модели АУ311-10А рассмотрим основные технологические характеристики ее.

С учетом потери мощности в самой силовой головке на вращение шпинделя и осуществления подачи коэффициент полезного действия ее равен 0,79. Отсюда, эффективная (полезная) мощность головки при установленном электродвигателе N = 1 кет будет N3 max = 0,79 кет, а с электродвигателем N = 1,7 кет выходная мощность N3 max = 1,34 кет.

Экспериментальные исследования силовой головки

происходят значительные деформации механизма подач, вызывающие резкие изменения величин

Экспериментальные исследования силовой головки показали, что величина усилия подачи Ртах, равная 400кГ, выбрана правильно. При превышении усилия подачи (Р>400 кГ) происходят значительные деформации механизма подач, вызывающие резкие изменения величин подач в начале и конце обработки. В этих случаях при выходе сверла из отверстия происходит резкое увеличение крутящего момента, что сопровождается значительным скручиванием шпинделя в его шлицевой части, а в дальнейшем приводит к поломке. Если увеличение подачи будет происходить при одновременном сверлении нескольких отверстий небольшого диаметра, произойдет поломка инструмента.

Сверление чугуна одним сверлом диаметром больше 16,5 мм и стали сверлом диаметром больше 13,5 мм с технологическими подачами исключается, так как их величину ограничивают силовые возможности механизма подач.

С технологическими подачами возможно сверление в углеродистой стали одновременно двух или трех отверстий диаметрами от 6 до 10 мм.

При одновременной обработке отверстий в чугунных деталях несколькими сверлами малого диаметра скорость резания ограничивается стойкостью режущего инструмента. При сверлении одного отверстия это наблюдается до 16,5 мм. Поскольку при большем диаметре сверления становится необходимым работать с подачами S, то для этих подач повышаются скорости резания в зависимости от максимально полезной мощности головки vN и скорости резания в зависимости от периода стойкости режущих инструментов vT.

нарезание резьб в деталях

из чугуна полезная мощность головки позволяет нарезать резьбу

После перехода на обработку с подачами, зависящими от максимального полезного усилия, развиваемого механизмом подач, скорость резания vN может быть увеличена до постоянного значения, равного для обработки чугуна 25,8 м/мин. Скорость, ограничиваемая стойкостью сверл, имеет несколько большие значения. С увеличением числа сверл k в насадке скорость vT увеличивается из-за резкого уменьшения подачи S'.

При обработке стали vN, так же как и vT увеличиваются в зависимости от числа сверл в насадке и от их диаметра.

При нарезании резьб в деталях из чугуна полезная мощность головки позволяет нарезать резьбу белее чем в восьми отверстиях диаметром 6 мм, в четырех отверстиях диаметром 12 мм, в одном отверстии диаметром 22 мм.

При нарезании резьб в стали на головке можно устанавливать белее восьми метчиков Мб, три метчика М12. Резьбу М22 с помощью плоскокулачковой головки АУ311-10А нарезать нельзя, так как полезная мощность головки недостаточна даже при минимальном числе оборотов шпинделя. Следует также учитывать, что при значительном затуплении метчиков, крутящие моменты на шпинделе увеличиваются приблизительно в 1,5— 2,5 раза, что заставляет заблаговременно уменьшать число одновременно работающих инструментов.