Резание конструкционных материалов и металлорежущие станки (стр. 19 из 22)
Многооперационные станки отличаются особо высокой концентрацией обработки. На них производят черновую, получистовую и чистовую обработку сложных корпусных заготовок, содержащих десятки обрабатываемых поверхностей, выполняют самые разнобразные технологические переходы: фрезерование плоскостей, уступов, канавок, окон, колодцев; сверление, зенкерование, развертывание, растачивание гладких и ступенчатых отверстий; растачивание отверстий инструментами с тонким регулированием на размер; обработку наружных и внутренних поверхностей и др.
Для осуществления этих операций на станке необходимо иметь большой запас металлорежущих инструментов. У станков с ЧПУ и автоматической сменой инструментов запас инструментов создается обычно в револьверных головках. Среди них фрезерные и сверлильные станки, предназначенные для изготовления главным образом таких корпусных и плоскостных деталей, для обработки которых достаточно иметь 5 — 10 различных инструментов. Многооперационные станки имеют инструментальные магазины с запасом в 15 — 30, а при необходимости и более 100 инструментов. Еще одна важная особенность большинства многооперационных станков — наличие стола или делительного приспособления с периодическим или непрерывным (по программе) делением. Это обязательное условие для обработки заготовки с нескольких сторон без переустановки. МС новых конструкций оснащают дополнительными столами и устройствами для автоматической смены заготовок. Заготовки предварительно закрепляют на приспособлении-спутнике, и вместе с ним они попадают с дополнительного стола на основной. Установку заготовки в спутник и снятие обработанной детали производят во время работы станка. Таким образом, вспомогательное время, затрачиваемое на загрузку — разгрузку станка, сводится к минимуму.
Многооперационные станки имеют чаще всего контурную или универсальную систему управления, позволяющую обрабатывать разнообразные криволинейные поверхности, фрезеровать отверстия и т.д. МС отличаются широким диапазоном бесступенчатого регулирования частоты вращения шпинделя и подач стола, высокими (8 — 12 м/мин) скоростями быстрых (вспомогательных) ходов, особо высокой жесткостью и надежностью.
В связи с высокой стоимостью многооперационных станков их используют для обработки наиболее технологически сложных заготовок. В этих случаях один МС может заменить три — пять станков с ЧПУ или пять — десять универсальных станков.
15.1. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ МНОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ
На рис.15.1 показан горизонтальный многооперационный станок 2623ПМФ4.
В его конструкции нашли отражение последние достижения науки и техники в области станкостроения. Станок отличается высокой точностью обработки. Об этом свидетельствует буква П (повышенная точность) в обозначении (шифре) станка. Обратим внимание и на другие буквы и цифры в обозначении станка. Буква Ф означает, что станок оснащен системой программного управления, а цифра 4 является признаком многооперационного станка с контурной системой ЧПУ.
Рис.15.1. Горизонтальный многооперационный станок 2623ПМФ4
Буква М определяет способ хранения запаса инструментов — магазин (для станков с инструментальными револьверными головками в обозначение вводят букву Р)
Рассмотрим, какие отличительные признаки используют в обозначениях других станков с программным управлением.
Обозначение Ф1 применяют для станков, оборудованных устройствами цифровой индикации и предварительного набора координат. Для получения заданного перемещения рабочего органа такого станка, оператор набирает на пульте управления нужный размер по каждой координате, и станок выполняет заданные перемещения. Фактическая величина перемещения регистрируется на табло светящимися цифрами. Этот способ, позволяющий оператору в любой момент видеть какие движения совершает станок и контролировать его работу, называется способом цифровой индикации.
Обозначение Ф2 относится к станкам с позиционными системами ЧПУ, а Ф3 — к станкам с контурной системой ЧПУ.
Цифры в начале обозначения модели станка в нашем примере соответствуют существующей общей классификации станков.
Первая цифра 2 означает, что станок отнесен к группе расточных, вторая 6 — к группе горизонтальных, так как имеет горизонтально расположенный шпиндель, Третья и четвертая цифры 23 показывают условный размер станка.
Многооперационный станок 2623ПМФ4 (см. рис.15.1) состоит из следующих основных узлов. Шпиндель Ш установлен в шпиндельной бабке ШБ, которая может подниматься и опускаться по направляющим вертикальной стойки 5. Стойка может перемещаться в горизонтальной плоскости, параллельной оси шпинделя. Стол станка состоит из двух основных частей: нижней 13, имеющей горизонтальное перемещение перпендикулярно к оси шпинделя, и верхней 12 — поворотной. Шпиндель установлен в выдвижной пиноли.
Рассмотренную компоновку применяют и в станках расточной группы. Но МС оснащены также инструментальным магазином М в виде бесконечной цепи с гнездами для оправок с закрепленными в них металлорежущими инструментами. Для передачи инструментов в шпиндель станка и обратно, служит автооператор А. Автооператор одновременно захватывает инструменты оправки в магазине и шпинделе и меняет их местами, Нужное гнездо магазина приводится в положение смены движением цепи.
Заготовка подается на стол станка вместе с приспособлениемспутником, на котором она заранее установлена и закреплена. На рис. 15.1 показан момент подготовки станка к обработке первой заготовки. Заготовка 3 закреплена на спутнике 2, находящемся на направляющих дополнительного стола 14, установленного на станине 1. Для передачи спутника с заготовкой на станок нижний стол 13 сместится в крайнее левое положение, и спутник будет передвинут на направляющие стола, где произойдет его закрепление. После этого нижний стол 13 перейдет вправо к шпинделю, и начнется обработка заготовки последовательно со всех сторон. Поворот спутника с заготовкой обеспечивает верхний стол 12 станка, приводом которого является двигатель 11. В процессе выполнения операции на втором приспособлении - спутнике 9, находящемся на станине 10, установят и закрепят вторую, такую же или другую, заготовку. По окончании обработки первой заготовки ее вместе со спутником переместят на стол, а вместо нее установят на станок вторую заготовку. Пока станок будет ее обрабатывать, обработанную деталь снимут с левого спутника и вместо нее установят следующую заготовку. Такой ―маятниковый‖ или ―челночный‖ способ подачи заготовок в рабочую зону станка позволяет обеспечить почти безостановочную обработку заготовок и тем самым эффективно использовать высокопроизводительное, но дорогостоящее оборудование.
Управление всеми рабочими и вспомогательными движениями узлов станка, работой магазина, устройством для смены инструментов, поворотом стола, подачей и закреплением спутников и другими устройствами и механизмами выполняется автоматически по командам от системы ЧПУ 8. Частоту вращения шпинделя в диапазоне 5 — 1250об/мин. изменяют с помощью мощного электродвигателя 7 постоянного тока с бесступенчатым регулированием и простой двухступенчатой коробки скоростей.
Рабочие подачи изменяются бесступенчато в пределах 2 — 1600 мм/мин. без применения коробки передач, с помощью высокомоментных электродвигателей постоянного тока с тиристорным управлением (на рис.15.1 это двигатель 4, перемещающий шпиндельную бабку).
Шпиндель станка смонтирован на прецизионных подшипниках качения с предварительным натягом. Ходовые винты и гайки, так же как во всех станках с ЧПУ, выполнены в виде пар качения. Станок имеет точные гидростатические направляющие с централизованной подачей смазочного материала для перемещения стола и стойки, комбинированные направляющие (сочетание закаленных направляющих и роликовых опор) для перемещения шпиндельной бабки.
Горизонтальный многооперационный станок FQН5ОА
(рис.15.2) предназначен для фрезерования плоскостей, уступов, пазов; для обработки отверстий всеми видами инструментов, включая нарезание внутренней резьбы в заготовках типа корпусов, коробок, плоскостных деталей с размерами до 500х50х500мм и весом 7,5 кН с нескольких сторон за одну установку. Заготовки устанавливают на поворотный стол 2, который может перемещаться вместе с крестовым столом 3 по координатам Х и У. Стойка 1 станка неподвижна. По ее вертикальным направляющим перемещается шпиндельная бабка ШБ (координата Z). Все движения подач обеспечивают электродвигатели постоянного тока с тиристорным управлением.
Рис.15.2. Многооперационный станок FQН5ОА
Наибольшие перемещения (в мм) по осям координат составляют: х=630, у=600, z=530. Скорости всех рабочих подач регулируются бесступенчато в пределах 10 — 1000мм/мин, скорость ускоренного хода 10000мм/мин.
Шпиндельная бабка имеет гидравлическое уравновешивающее устройство. Шпиндель станка получает вращение от электродвигателя постоянного тока мощностью 12,8кВт через двухступенчатую коробку передач с частотой вращения 14 - 2000об/мин. В программе для станка может быть выбрано 87 ступеней частот вращения.
Инструментальный магазин М барабанного типа емкостью 30 инструментов установлен на шпиндельной бабке под углом 200 к вертикали. Для смены инструмента его оправка поворачивается в горизонтальное положение и передается в шпиндель Ш двухзахватным поворотным автооператором А. Смена инструментов занимает 8 — 12 с. Наибольший диаметр инструментов при установке в каждое гнездо магазина 65мм, при свободных соседних гнездах — 120мм. Закрепление оправок в шпинделе обеспечивается тарельчатыми пружинами, отжатие — гидроцилиндром.