Многошпиндельный ЧПУ станок показан на рис 1. Это горизонтальный прутковый автомат 1240-6, ранее выпускаемый станкозаводом им. Орджоникидзе. Станок предназначен для обработки заготовок сложных деталей из пруткового материала инструментами из быстрорежущей стали или твердосплавными. На станине 1 многошпиндельного автомата расположены передняя стойка 3 и задняя 5, соединенные траверсой 4. Портальная компоновка токарного станка обеспечивает необходимую жесткость и удобна в отношении размещения основных узлов.
В траверсе расположен распределительный вал, имеющий две скорости вращения: медленную для осуществления рабочих ходов и быструю для холостых ходов (автомат второй группы).
В передней стойке многошпиндельного чпу размещен поворотный шпиндельный блок, несущий шесть шпинделей. Поворот и фиксация шпиндельного блока выполняются специальными механизмами, получающими движение от распределительного вала. Вращение шпинделей (главное движение v) осуществляется с помощью коробки передач, расположенной в задней стойке 5, через центральный вал.
Прутки, размещенные в механизме поддержки 2 многошпиндельного чпу, закрепляются в шпинделях при помощи цанговых патронов, управляемых распределительным валом. В позиции № 6 (см. Многошпиндельный токарный станок: назначение и характеристики, рис. 1) происходит подача прутка до упора, который в этот момент автоматически устанавливается против шпинделя, а по окончании подачи отводится в сторону.
Рис. 1. Многошпиндельный чпу станок 1240-6.
Продольный и поперечный суппорт многошпиндельного чпу
Подводом упора и движением механизма подачи также управляет распределительный вал. На передней торцовой стенке передней стойки закреплены направляющие, по которым перемещаются шесть поперечных суппортов 7 (поперечная подача S2). В пазах суппортов устанавливаются резцедержатели с отрезными и фасонными резцами. Перемещениями суппортов управляет распределительный вал через системы рычагов, которые позволяют регулировать ход суппортов при неизменной кривой кулачка в пределах 0-22 мм (рис. 2).
Рис. 2. Схема перемещения поперечных суппортов токарного многошпиндельного чпу станка 1240-6
Наружное обтачивание, обработка центрального отверстия и нарезание наружной и внутренней резьб на многошпиндельном чпу производятся с помощью продольного суппорта 8 (см. рис. 1), который перемещается по трубе, запрессованной в шпиндельный блок и по дополнительной направляющей, расположенной на траверсе. Грани продольного суппорта имеют направляющие типа «ласточкин хвост», в которых устанавливаются державки с инструментами и подвижные стойки. Перемещения продольного суппорта (продольная подача S1) осуществляются от распределительного вала через специальный механизм.
Механизм перемещения продольного суппорта (рис. 3) обеспечивает быстрый подвод (отвод) на длине пути 120 мм и рабочий ход, регулируемый в пределах 20 - 80 мм. Быстрый подвод (отвод) производится движением каретки 1, связанной роликом 2 с кулачком на распределительном валу.
В это время рычаг 5 не перемещается, а зубчатое колесо 6 катится по рейке 7 и перемещает рейку 8, связанную с продольным суппортом, на удвоенную длину хода каретки. Быстрое перемещение происходит до упора каретки в упорный винт (на чертеже не показан). Далее, от другой кривой кулачка, по которой обкатывается ролик 4, начинается медленный поворот рычага 5. При этом перемещение рейки 7 вызывает перемещение рейки 8 и продольного суппорта. Величина рабочего хода устанавливается положением тяги 3 в пазу рычага 5 и регистрируется расположенной на нем шкалой. При быстром отводе происходит одновременное перемещение каретки и рычага в исходное положение.
Рис. 3. Схема перемещения продольного суппорта многошпиндельного автомата 1240-6
Вращение шпинделей токарного многошпиндельного автомата
Шпиндели станка вращаются с постоянной для данной наладки скоростью и не меняют направления вращения во время цикла. Поэтому для обработки отверстий малого диаметра используются инструментальные шпиндели. Инструментальные шпиндели 6 (см. рис. 1) устанавливаются в подвижных стойках на продольном суппорте многошпиндельного чпу станка. Шпиндели получают вращение от коробки передач через длинные шлицевые валики.
Независимое перемещение инструментальных шпинделей может происходить в позициях No 6 и 5 (см. Многошпиндельный токарный станок: назначение и характеристики, рис. 1). Ролик (рис. 4) сектора 2 находится в контакте с кривой кулачка, закрепленного на распределительном валу. Сектор 2 поворачивается вокруг неподвижной оси и через переставную тягу 3 передает движение рычагу 4, соединенному тягой 5 с подвижной стойкой 1, несущей инструментальный шпиндель. Величина хода шпинделя регулируется перестановкой тяги 3 в пазу сектора 2.
Рис. 4. Схема перемещения инструментальных шпинделей с независимым приводом у многошпиндельного автомата 1240-6.
Нарезание резьбы на многошпиндельном автомате
Резьбу можно нарезать самооткрывающейся резьбонарезной головкой или методом обгона посредством обычных метчиков и плашек. Самооткрывающуюся головку устанавливают на инструментальном шпинделе. Подача шпинделя производится, в этом случае, специальным резьбовым кулачком, установленным вместо кулачка подачи. Команда на открывание головки подается упором в конце хода шпинделя, затем следует быстрый отвод головки в исходное положение.
Метод обгона, при нарезании правой резьбы на многошпиндельном автомате, заключается в том, что инструментальному шпинделю сообщается вращение со скоростью, большей, чем скорость вращения шпинделя заготовки, и одноименного направления. Далее инструмент подводится до соприкосновения с заготовкой, происходит «закусывание», и дальше движение подачи осуществляется самим инструментом, который ввинчивается, если это метчик или навинчивается, если это плашка, на заготовку. В конце хода, равного длине нарезания, инструмент получает медленное вращение одноименного направления, вследствие чего происходит вывинчивание метчика или свинчивание плашки. Следовательно, для нарезания резьбы методом обгона инструментальный шпиндель должен получить две скорости вращения - быструю и медленную. Это достигается автоматическим переключением кулачковой муфты в цепи привода инструментального шпинделя. Многошпиндельный чпу станок снабжен шнеком для отвода стружки, расположенным в станине и имеющим отдельный привод.
