В токарных автоматах для осуществления рабочих и вспомогательных движений применяются плоские (дисковые) и цилиндрические (барабанные) кулачки (рис. 1 и 2).
Кулачковые механизмы состоят из вращающегося кулачка и узла, получающего прямолинейное перемещение (толкатель). Часто для осуществления необходимого движения (направления и величины) между кулачком и толкателем приходится помещать промежуточные звенья, главным образом рычаги.
Как видно из рис. 1, при вращении плоского кулачка толкатель-суппорт перемещается горизонтально. Если узел, получающий перемещения от кулачка, расположить вертикально, то путем соответствующего изменения кулачкового механизма можно осуществлять движение вверх и вниз. Плоские кулачки целесообразно применять для получения движений, перпендикулярных к оси кулачка.
Рис. 1. Схемы осуществления движений от плоских (дисковых) кулачков
Поверхность дисковых кулачков криволинейна, точки ее различно удалены от центра диска. Следовательно, при вращении кулачка толкатель будет перемещаться относительно центра диска.
Цилиндрические кулачки (рис. 2) представляют собой цилиндры с кривыми вырезами в виде винтовой линии. Если вращать цилиндрический кулачок, то толкатель перемещается горизонтально или вертикально. Обычно цилиндрические кулачки применяются для осуществления движений, параллельных оси кулачка.
Рис. 2. Схемы осуществления движений от цилиндрических кулачков
Кулачки могут быть одно- и двусторонними (см. рис. 1 и 2). Односторонние кулачки перемещают толкатель только в одном направлении. Для возвращения его в прежнее положение необходимо приложить внешнюю силу (пружина или груз). Двусторонние кулачки образуются пазами, в которых перемещается ролик; эти кулачки осуществляют принудительное движение в обоих направлениях.
Плоские кулачки делаются цельными, их применяют для сравнительно небольших ходов. Цилиндрические кулачки для коротких ходов получают путем выфрезерования пазов на цилиндрическом барабане, а для длинных ходов путем применения накладных кривых, которые крепятся к барабану. Кулачковыми механизмами осуществляется цикличная последовательность движений всех узлов и механизмов станка.
Выбор профиля, типа и конструкции кулачков производят, исходя не только из величины, направления и скорости движения, но также из заданных усилий, моментов и требующейся продолжительности перемещения.
Рабочие узлы, несущие инструмент, наиболее часто имеют следующий цикл движений: быстрый подвод, рабочая подача и быстрый отвод.
Если этот цикл осуществляется от плоского кулачка, то на нем соответственно должны иметься кривая с крутым подъемом - быстрый подвод, кривая рабочей подачи и кривая крутого падения - быстрый отвод.
Кривая рабочей подачи должна обеспечивать равномерную подачу, поэтому она очерчивается по спирали Архимеда.
Если цикл движений рабочего узла осуществляется цилиндрическим кулачком, то участки кривых быстрого подвода, рабочей подачи и быстрого отвода будут представлять винтовые линии с разными углами подъема и спуска.
В конструкции кулачковых механизмов должны учитываться допустимые размеры кулачков, возможность их изготовления с достаточной точностью и необходимость их смены или регулирования в зависимости от обрабатываемой детали.
Наиболее простыми являются такие кулачковые механизмы, от которых движение рабочих узлов осуществляется непосредственно (рис. 3, а).
Часто не удается приводить рабочий узел непосредственно от кулачкового механизма и приходится вводить промежуточные звенья, которые большей частью представляют собой рычажные системы (рис. 3, б).
Рис. 3. Примеры использования кулачковых механизмов: а - передний и задний суппорты, расположенные на балансире (общее качающееся коромысло), б - привод вертикальных суппортов от плоских кулачков через систему рычагов
К промежуточным механизмам предъявляется требование достаточной точности и жесткости, а также иногда и возможности регулирования в пределах 1:3÷3:1 хода или скорости приводимого в движение узла. Желательно по возможности придерживаться в рычажных механизмах передаточного отношения i=1. Если применяется передаточное отношение больше единицы, то рабочий узел перемещается на величину большую, чем ход кулачка, но при этом понижается точность перемещения. При передаточном отношении меньше единицы рабочий узел будет перемещаться на меньшую, чем ход кулачка, величину, но при этом неточности профиля кулачка будут меньше сказываться на точности движения рабочего узла.
На рис. 3, б показаны суппорты, перемещение которых осуществляется от кулачковых механизмов через регулируемые рычажные системы. Такая конструкция позволяет менять величину перемещения суппорта в зависимости от заданных размеров обрабатываемой детали без смены кулачка.
От точности профиля и установки кулачка зависит точность передачи, а следовательно и точность перемещения рабочего узла. Если профиль кулачка будет негладким, то и приводимый им суппорт станка будет перемещаться неравномерно, что вызовет и на обрабатываемой поверхности неровности и шероховатости.
Поэтому профиль кулачка должен быть выполнен очень тщательно. Обработка профиля кулачка производится на универсальном или специальном фрезерном станке.
Если кулачок должен быть особо точным, то после фрезерования он зачищается и предварительно доводится. Окончательная доводка профиля кулачка выполняется после термической обработки. Профиль точных кулачков необходимо контролировать специальными приспособлениями, которыми промеряют размеры профиля в зависимости от угла поворота кулачка.
Кулачки должны иметь точные шлифованные посадочные отверстия и базовую поверхность, а также и жесткое крепление. Кулачки и особенно упоры применяются также для всякого рода переключений и остановов.
На нашем сайты Вы найдете токарные автоматы с ЧПУ с высокими характеристиками и по отличным ценам.
