Строгание в сравнении с точением имеет ряд особенностей. Прежде всего необходимо отметить прямолинейность относительного перемещения обрабатываемой детали и инструмента, с чем связаны преимущества и недостатки строгания. К недостаткам относится то, что резец работает лишь в одном направлении, а на обратном ходу (холостом) он не режет, что приводит к значительным потерям времени.
Указанные обстоятельства делают невыгодным строгание в крупносерийном и массовом производстве, где требуется высокая производительность. Здесь оно успешно заменяется фрезерованием, протягиванием, шлифованием. Но в индивидуальном и мелкосерийном производстве строгание может быть более выгодным при сравнении с другими технологическими процессами и способно обеспечить высококачественную обработку. Это особенно справедливо при обработке длинных и нешироких деталей.
Подача производится в конце обратного хода, когда резец не нагружен стружкой. Перерыв в работе резца во время холостого хода способствует его охлаждению, и потому применение охлаждающих жидкостей не столь необходимо, как при непрерывной работе токарного резца. К тому же скорости строгания, как правило, значительно ниже, чем точения, и непостоянны на станках с кулисно-кривошипным механизмом. Перемена хода связана с ударами. Врезаясь в обрабатываемую деталь со значительной скоростью, строгальный резец испытывает удар тем сильнее, чем тверже обрабатываемый материал, больше размер снимаемой стружки и скорость резания. Это объясняется тем, что при строгании работают с умеренными скоростями и применяют более массивные резцы в сравнении с токарными.
Резец при строгании работает в режиме прерывистого резания (прямой медленный ход — рабочий, обратный ускоренный — холостой). За каждый двойной ход резец и детали станка испытывают два удара:
● удар в момент врезания резца в деталь, когда нагрузка мгновенно увеличивается от нуля до максимума;
● удар в момент выхода резца из детали — в этот момент нагрузка падает от максимума до нуля.
Строгание используется довольно редко и составляет не более 10 % от общего объема обработки деталей.
Строгальные станки разделяются на поперечно-строгальные, продольно-строгальные и долбежные.
У поперечно-строгальных станков поступательно-возвратное движение совершает закрепленный в суппорте резец, а обрабатываемая деталь — движение периодической поперечной подачи. У продольно-строгальных станков поступательно-возвратное движение совершает обрабатываемая деталь, а резец совершает периодическую подачу в поперечном направлении. У долбежных станков резец получает поступательно-возвратное движение вниз и вверх, а обрабатываемая деталь — периодическую подачу в поперечном, продольном или круговом направлении.
9.2. Строгальные станки
Поперечно-строгальные станки применяют для обработки небольших деталей. Наибольший ход ползуна обычно 400–700 мм, и только у крупных станков он доходит до 1200 мм.
Продольно-строгальные станки применяют для обработки горизонтальных, вертикальных и наклонных плоскостей крупных деталей или для одновременной обработки нескольких последовательно закрепленных мелких деталей. Длина обрабатываемой поверхности составляет 1,5–15 м.
Долбежные станки используют для обработки внутренних (шпоночных канавок, пазов и др.) и наружных поверхностей. Большинство работ на долбежных станках выполняют с предварительной разметкой.
Поперечно-строгальные станкиНа таких станках можно обрабатывать горизонтальные, вертикальные и наклонные поверхности.
Характерная особенность работ поперечно-строгальных станков — переменная скорость резания по длине хода ползуна, которая меняется от нуля до максимума и потом снова до нуля.
Станок состоит из станины А (рис. 9.1), ползуна Б, поворотного суппорта В, стола Г с поперечиной Д, поддерживающей стойки Е и электродвигателя. Длина хода ползуна 150–900 мм. Внутри станины расположена гидросистема, осуществляющая возвратно-поступательное движение ползуна и подачу стола.Рис. 9.1. Кинематическая схема поперечно-строгального станка 737
Гидропривод дает возможность осуществлять бесступенчатое изменение скоростей главного движения и подачи. Электродвигатель мощностью 9,1 кВт с частотой вращения ротора 1450 мин-1 приводит во вращение 2 ротационных насоса Н1 и H2 с подачами 100 и 50 л/мин. В гидросистеме находятся 5 регулирующих золотников.
Золотник З1 служит для изменения скорости рабочего хода ползуна (скорости резания). Рукояткой Р золотник З1 может быть зафиксирован в 3 положениях. В первом положении золотник находится в крайнем правом положении и пропускает масло в систему только от одного насоса H2 (Q = 50 л/мин). Масло от насоса Н1 через золотник З1 поступает в бак через переливной клапан Пл и частично в золотник подачи З5. В этом случае скорость ползуна минимальная (3 м/мин). При среднем положении золотника З1 масло в магистраль попадает от насоса Н1 (Q = 100 л/мин), а от насоса Н2 — через золотник З1 и переливной клапан Пл в бак. Естественно, что скорость ползуна будет выше, чем в первом случае. В крайнем левом положении золотника З1 масло в магистраль поступает одновременно от насосов Н1 и Н2, и, следовательно, скорость ползуна будет максимальной (37 м/мин).
Золотник З2 осуществляет реверс ползуна. Золотник З3 служит для управления золотником З2 (перемещает его вправо или влево). Золотник З4 предназначен для плавного торможения ползуна при его реверсировании. Золотник З5 нужен для регулирования подачи стола.
Поступление масла в правую или левую часть рабочего цилиндра обуславливает соответственно рабочий или холостой ход. Реверсирование хода ползуна происходит от упоров, установленных на ползуне. Так, в конце его рабочего хода правый упор поворачивает рычаг Р1 и смещает золотник З3, вправо, вследствие чего масло из магистрали поступит в левую полость цилиндра золотника З2 и сместит его вправо. При этом масло будет направлено в левую полость рабочего цилиндра, и ползун получит холостой ход. В конце холостого хода ползуна левый упор повернет рычаг Р1, и направление движения масла изменится: оно начнет поступать в правую часть рабочего цилиндра, т. е. опять наступит рабочий ход. Длину хода ползуна можно регулировать, изменяя расстояние между упорами на ползуне.
Пусковой кран К1 служит для пуска и останова ползуна. При закрытии краном К1 основной магистрали масло будет сливаться в бак. Золотник З4 под действием пружины сместится вправо и перекроет оба канала подвода масла в рабочий цилиндр. Дроссель Д1 нужен для регулирования скорости рабочего хода ползуна в пределах каждой ступени.
Подача стола гидравлическая. Масло из правой выточки золотника З2 направляется в левую полость золотника З5 и смещает золотник вправо. При этом масло от насоса Н1 через правую выточку золотника З5 поступает в верхнюю полость цилиндра подачи и смещает поршень вниз. Поршень соединен с рейкой, которая поворачивает зубчатое колесо 28. Однако из-за наличия муфт обгона М01 зубчатое колесо поворачивается вхолостую, не вращая вала I. При холостом ходе ползуна масло от насоса Н1 через золотник З2 поступает в правую полость золотника З5, смещая золотник влево, и масло из правой выточки золотника движется в нижнюю часть цилиндра подачи, смещая поршень вверх. При этом рейка поворачивает колесо 28 вместе с валом I в обратную сторону. От вала I через реверсивный механизм движение передается валу II (со скользящим колесом 30), от которого движение передается через колесо 26 ходовому винту III горизонтальной подачи (t = 2 * 6 мм) или через зубчатую и червячную пары — ходовому винту вертикальной подачи (t = 8 мм). Бесступенчатое регулирование подачи производят маховиком, расположенным сверху цилиндра подачи, изменяя ход поршня.
Ускоренные перемещения стола в горизонтальном или вертикальном направлении осуществляются от электродвигателя мощностью 1 кВт через 2 зубчатые пары и обгонную муфту М02.
Долбежные станки. Станок 7М430 (рис. 9.2) предназначен для обработки квадратных, шестигранных, шлицевых отверстий, а также наружных, плоских и линейчатых поверхностей.Рис. 9.2. Кинематическая схема долбежного станка 7М430
Рабочий и обратный ходы суппорта осуществляются от гидропривода. От насосов 1 и 2 масло поступает к гидропанели 3 и далее по трубам в камеры цилиндра 4, который через поршень связан с долбяком 8, сообщая ему рабочий ход. Во время рабочего хода вместе с долбяком опускается зубчатая рейка (m = 2,5), которая поворачивает колесо 28 на валу I, коническую пару 20/36 и вал II, а также коническую пару 20/36 и вал III, диск 5 и кулачки 6.
В конце рабочего хода один из кулачков 6 нажимает на плечо рычага 7, переключая золотник управления в другое положение; при этом долбяк 8 получает обратный ход. Максимальных ход долбяка 320 мм.
Прерывистые подачи стола осуществляются от гидропанели 3, которая в момент реверсирования движения долбяка с обратного хода на рабочий подает масло в камеру 9 цилиндра 10 и выпускает масло из камеры 11. Поршень 12 рейкой m = 2, выполненной на штоке, поворачивает реечное колесо 24, которое через собачку повернет храповое колесо 64 на определенное число зубьев (х).
Подачу изменяют вращением винта XV маховиком 13, при этом упор 14 ограничит ход поршня 12.
Подача стола осуществляется по следующим кинематическим цепям:
1) продольная подача:s np = х/64* 26/26 * 39/39 * 39/39 * 19/19 * 6 = 0,094 * х мм/дв. ход;
2) поперечная подача: s non = x/64 * 26/26 * 39/39 * 39/39 * 39/51 * 51/39 * 6 = 0,094 * x мм/дв. ход;
3) круговая подача:
ß = x/64 * 26/26 * 39/39 * 39/39 * 39/51 * 51/39 * 1/105 * 360° = 0,0535 * х град/дв. ход.
Подачу включают и реверсируют рукояткой 15 переключения муфты М1.
Быстрые установочные перемещения стола происходят в направлении включенной подачи от специального электродвигателя (мощностью 1,7 кВт, с частотой вращения 930 мин 1) через зубчатые колеса 17–37 и далее по указанной выше цепи подач.