Технологическая подготовка многооперационных станков

Книга название: Технологическая подготовка многооперационных станков
Автор: В.И. Уралов
Год печати: 1985
Кол-во страниц: 90
Формат: Djvu

Многооперационные стайки (МС) с ЧПУ представляют собой комплексную, автоматическую систему, управляемую с помощью получаемой информации. Станки предназначены для обработки деталей с автоматическим введением в действие инструментов в заданной последовательности. Рассмотрим конструктивные особенности МС, предназначенные для обработки корпусных, плоских деталей и деталей сложной конфигурации. Так как корпусные детали коробчатой формы составляют 60-70 % от общего числа деталей, обрабатываемых на МС, то преобладают станки с горизонтальным расположением шпинделя и поворотным столом. Именно на этих станках возможна обработка за одну установку с нескольких сторон. Последние исследования МС показали, что вертикальные компоновки составляют 34%, горизонтальные- 66 %. Ранее это соотношение было соответствено 54 и 46 %. МС вертикальной компоновки предназначены для обработки плоских деталей, что обеспечивает жесткость их закрепления на столе. В станках с горизонтальной компоновкой шпинделя имеются компоновки как с неподвижной, так и с подвижной колонной, в станках с вертикальной компоновкой в подавляющем большинстве неподвижная колонна и подвижный крестовый стол. Для МС с шириной стола 500 мм горизонтальная компоновка с продольно подвижной колонной и поперечно-подвижным столом имеет преимущество по жесткости и прочности перед компоновкой с неподвижной колонной и крестовым столом.
Большинство МС имеют центрально расположенный шпиндель.

Шпиндели монтируют на прецизионных двухрядных роликовых или конических роликовых подшипниках, обеспечивающих высокие жесткость и точность вращения. Широкий диапазон работ, выполняемых на МС, предъявляет различные требования к шпинделям, например, необходимо сочетать высокую жесткость при черновом фрезеровании и расточке и повышенную быстроходность при обработке мелких отверстий. Поэтому стремятся создать конструкции опор, обеспечивающие регулирование их натяга в зависимости от вида обработки. МС имеют жесткую шпиндельную головку и жесткий шпиндель без встроенной перемещающейся пиноли. В шпинделях стандартизирован конус для крепления инструментов, что позволяет на одном предприятии для различных МС использовать один и тот же инструмент. Конструкции автоматического зажима инструмента обеспечивают необходимую силу зажима в зависимости от размера конуса. В наладочном режиме зажим и отжим инструмента может производиться в положении смены инструмента или в любом другом положении головки. Появляются станки с вертикальным расположением поверхности стола, что улучшает условия отвода стружки и СОЖ. Для перемещения рабочих органов используют направляющие качения, скольжения, а также комбинированные. Большинство МС имеет стальные накладные шлифованные направляющие и танкетки качения, которые обеспечивают жесткость стыков благодаря натягу в двух направлениях. Применяют гидростатические направляющие, которые также имеют высокую жесткость стыков и высокие эксплуатационные свойства. Отсутствие трения и механического изнашивания при поддержании постоянного воздушного зазора обеспечивает ряд преимуществ. Формы направляющих традиционны: прямоугольные призмы, У-образные или комбинация тех и других.

В качестве главного привода МС используют регулируемые электродвигатели постоянного тока с тиристорным управлением в сочетании с двух-, четырехдиапазонной коробкой скоростей. Диапазон регулирования электродвигателей с постоянной мощностью 32-3500 мин-1. Мощность главного привода для малых МС до 5 кВт, средних - до 20 кВт, крупных и уникальных - до 45 кВт. В приводах перемещения рабочих органов применяют высокомо-ментные регулируемые электродвигатели постоянного тока в сочетании с шариковыми винтовыми парами, что обеспечивает широкий диапазон рабочих подач, высокую скорость рабочих перемещений и жесткость привода. Электродвигатель соединяют с винтом с помощью беззазорных муфт, однако иногда вводят промежуточную передачу. Гидродвигатели практически не применяют. Благодаря использованию высоких крутящего и инерционного моментов скорость вспомогательного (холостого) хода до 10 м/мин достигается даже при небольших перемещениях. Многообразие конструкторских решений узла автоматической смены инструмента можно свести к магазинам двух типов: барабанному и цепному, которые размещают как отдельно стоящий узел рядом со станком либо на колонне (сверху или сбоку) или на шпиндельной головке. Каждая из компоновок имеет преимущества и недостатки. Отдельно стоящий узел можно использовать в различных станках, он удобен в сборке и монтаже, не влияет на точность станка, так как не деформирует базовые детали, однако увеличивает занимаемую площадь. Магазин, расположенный на колонне сбоку или сверху, сокращает длину перемещения инструмента, делает механизм смены более компактным, однако усложняет конструкцию из-за необходимости поворота инструмента для его установки в шпиндель, затрудняет установку инструмента в магазин в случае его расположения сверху.

При установке магазина на шпиндельной головке можно производить смену в любом ее положении, что сокращает время смены, однако увеличивает массу шпиндельной головки, что требует большего противовеса и увеличения жесткости направляющих и основных базовых деталей. Смену производят двуплечим автооператором. Инструмент захватывается из гнезда магазина, а при большом удалении магазина от шпинделя - из промежуточной позиции. Число инструментов в магазине 20-120, но для МС средних размеров 30. Анализ корпусных и плоских деталей сложной конфигурации показывает, что для 85 % деталей достаточно 30 инструментов. Для инструментальных магазинов с числом инструментов 30-40 используют дисковую форму, для большего числа - цепную. Для инструментов вводят ограничения по массе и длине. Ограничения по массе связаны с жесткостью конструкции манипулятора, ограничения по длине - с объемом свободной зоны для смены. Для станков с вертикальной компоновкой шпинделя при смене инструмента необходимо отводить рабочий стол с деталью. Для малых и средних МС масса инструмента ограничивается 10-16 кг, длина - 300-400 мм. В некоторых конструкциях магазинов инструменты защищаются от попадания пыли и грязи, а при установке или перед установкой в шпиндель обдуваются. Время смены инструмента не превышает 10-12 с (от окончания съема металла одним инструментом до начала резания другим). Смена инструмента с помощью револьверных головок в современных конструкциях МС не используется.

Скачать бесплатно книгу Технологическая подготовка многооперационных станков