Резание конструкционных материалов и металлорежущие станки (стр. 20 из 22)
Поворот стола с заготовкой — дискретный, с шагом 50 (72 угловых положения). Точность установки координат на длине 500мм составляет ±0,02мм, точность деления поворотного стола ±3´´.
Существуют и другие типы многооперационных станков, в том числе вертикальные, продольно - обрабатывающие, токарные.
15.2. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ МНОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ Вертикальный МС 2254ВМФ4 показан на рис.15.3. В соответствии с вертикальным расположением шпинделя этот МС предназначен главным образом для обработки заготовок плоскостных деталей, содержащих параллельно расположенные гладкие, ступенчатые и резьбовые отверстия различных размеров.
На станке можно фрезеровать плоскости торцовыми и концевыми фрезами, пазы и криволинейные поверхности концевыми фрезами, обрабатывать отверстия мерными и регулируемыми на размер инструментами, нарезать резьбы метчиками и резцами в заготовках из чугуна, стали, цветных металлов и пластмасс.
Установка заготовок на столе станка производится чаще всего по предварительно обработанной плоскости и двум отверстиям или по взаимно перпендикулярным плоскостям, реже — по черновым базам.
Рис.15.3. Вертикальный многооперационный станок 2254ВМФ4
Обрабатывать корпусные заготовки на вертикальном МС менее удобно, чем на горизонтальном. Чтобы выполнить обработку корпуса с двух — четырех сторон с одной установки, необходимо иметь делительное приспособление с горизонтальной осью поворота. Его жесткость много меньше, чем жесткость поворотного стола горизонтального МС. Поэтому труднее получить высокую точность размеров и взаимного расположения поверхностей.
Станок оснащен инструментальным магазином М емкостью 30 инструментов, размещенным на отдельной стойке рядом со станком. Смена инструментов производится автоматически автооператором А.
Шпиндельная бабка ШБ имеет вертикальную подачу по оси Z, стол 1 — крестового типа перемещается по осям Х1 и Y1.
Размеры стола 630х400мм. На нем можно устанавливать заготовки массой до 300кг. Приводы главного движения и подач — электродвигатели постоянного тока, с широким диапазоном регулирования.
Частоту вращения шпинделя Ш можно изменить в диапазоне 32 — 2000об/мин, диапозон продольных подач 2,5 — 2500мм/мин. Высокомоментные двигатели подач соеденены с ходовыми винтами непосредственно, без промежуточных передач. Скорость ускоренных вспомогательных ходов 10000мм/мин.
Перемещение подвижных узлов по роликовым направляющим с помощью беззазорных передач винт—гайка качения и наличие универсальной системы ЧПУ, обеспечивают точность позиционирования (точность установки координат) с погрешностью не более 0,012мм.
15.3. ПРОДОЛЬНО-ОБРАБАТЫВАЮЩИЕ МНОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ
Для обработки длинномерных и крупногабаритных заготовок служат продольно-обрабатывающие МС. По внешнему виду они напоминают продольно-фрезерные станки и оснащены подвижным столом и неподвижным порталом, несущим поперечину — траверсу со шпиндельной бабкой. Имеются станки с неподвижными столами или плитами для установки особо крупных заготовок. В этом случае движение подач выполняют подвижный портал, поперечина и одна - две шпиндельные бабки.
Пример продольно-обрабатывающего МС с подвижным столом — станок 6М610МФ4 (рис.15.4). На не можно обрабатывать корпусные и базовые детали машин массой до 500кг и высотой до 800мм, устанавливая их на стол с размерами 100х3150мм. Мощность двигателя главного привода 70кВт.
Рис.15.4. Продольно-обрабатывающий МС 6М610МФ4
Для установки и снятия заготовок предусмотрен консольноповоротный кран 2. Поперечина 1 сделана неподвижной, а вертикальная подача (по оси) обеспечивается перемещением шпиндельной бабки ШБ вместе с массивным ползунком 3. Режущий инструмент поступает из магазина М в вертикальный шпиндель станка с помощью автооператора А. Для повышения универсальности на ползуне можно закреплять фрезерно-расточную бабку с горизонтальным расположением оси шпинделя Ш. Режущие инструменты можно устанавливать на оба конца шпинделя. На рисунке показана наладка станка для обработки вертикально расположенных плоскостей заготовки двумя торцовыми фрезами. Продольно-обрабатывающие МС отличаются от вертикальных более высокой жесткостью.
15.4. ТОКАРНЫЕ МНОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ
Токарные многооперационные станки получили меньшее распространение, чем МС для обработки корпусных заготовок. Объясняется это несколькими причинами. При обработке деталей типа тел вращения наиболее трудоемкой обычно является обработка наружных и внутренних цилиндрических поверхностей, которая успешно выполняется на токарных станках с ЧПУ с автоматической сменой инструментов. Такие станки не являются многооперационными, так как на них нельзя обрабатывать отверстия, параллельные или перпендикулярные по отношению к оси вращения заготовок, фрезеровать пазы и т.д. Но все эти поверхности можно эффективно обработать на многооперационном станке, предназначенном для корпусных деталей, используя в качестве баз точно обработанные на токарном станке поверхности вращения. Чтобы выполнить эти работы на токарном станке, то есть превратить его в многооперационный, необходимо установить, в дополнение к имеющимся револьверным головкам, поворотные резцедержатели, имеющие самостоятельный привод вращения, а иногда и независимую подачу. Одна из головок должна обеспечивать возможность применения инструментов, вращающихся относительно оси, параллельной оси шпинделя, другая — относительно перпендикулярной оси. Шпиндель станка необходимо оснастить устройством для точного автоматического поворота вместе с заготовкой на любой нужный угол. Разместить все эти устройства на токарном станке традиционной компоновки затруднительно.
Рациональные компоновки токарных МС создают на базе токарных станков с ЧПУ и автоматической смены инструментов.
Первое направление характерно главным образом для заводов и фирм, специализирующихся на проектировании и изготовлении токарных станков с ЧПУ. В отличие от обычных токарных станков в большинстве токарных станков с ЧПУ и МС направляющие размещают почти вертикально. Сходящая стружка свободно падает в поддон станка и поступает на отходящий транспортер.
На суппорте размещают одну — две поворотные револьверные головки, инструментальный магазин, автооператор и устройства для смены инструментов. Иногда вместо одного применяют два — три суппорта.
Второе направление развивается конструкторами для станков, предназначенных для обработки корпусных деталей. В качестве примера приведен токарный МС LМ70—АТ (рис.15.5).
Шпиндельная бабка 1 может перемещаться по вертикальным направляющим. Благодаря этому заготовка способна изменять свое положение по отношению к инструментальному шпинделю 4.
В шпиндель 4 с помощью автооператора 3 передаются инструменты, закрепленные в оправках, находящихся в магазине 2. В позиции смены инструмента оправка опрокидывается вместе с гнездом магазина в горизонтальное положение.
Рис.15.5. Токарный многооперационный станок LМ70-АТ
Автооператор, поворачиваясь относительно горизонтальной оси, захватывает одновременно оправки обоих инструментов, вынимает их из гнезда магазина и шпинделя и меняет местами. Магазин, автооператор и инструментальный шпиндель установлены на массивном корпусе 9, размещенном на суппорте 8 станка. Корпус может поворачиваться вокруг вертикальной оси, это нужно, например, для сверления инструментальным шпинделем центрального и параллельных ему отверстий в заготовке, а также для выполнения сверлильных, фрезерных и других переходов при различном положении инструментов по отношению к заготовке. Шпиндель станка, несущий заготовку, имеет, кроме основного привода вращательного движения, дополнительный привод для поворота на заданный угол.
Инструменты, предназначенные для выполнения типично токарных работ — обтачивания, растачивания и т.п., закрепляют в гнездах револьверной головки 10 с горизонтальной осью поворота, размещенной на корпусе 9 со стороны, противоположной инструментальному шпинделю. На станке можно выполнять токарную обработку заготовок типа валов, устанавливаемых в патроне с опорой на задний центр 5 или в центрах. В этом случае с помощью инструментов, закрепляемых в шпинделе 4, возможно обрабатывать шпоночные канавки, пазы, отверстия и другие элементы, расположенные вдоль вала или на его образующей. Для удаления стружки служат скребковый конвейер 7 и тележка 6.
Токарный многооперационный станок 16А9ОМФ4 (рис.15.6) по компоновке близок к МС для корпусных заготовок.
Рис.15.6. Токарный многооперационный станок
16А9ОМФ4
Заготовки типа тел вращения диаметром до 800мм и длиной до 250мм, массой до 600кг. устанавливают в четырехкулачковый патрон 3, получающий вращение от шпинделя, смонтированного в бабке 2. Бабка установлена на салазках 1. Кроме непрерывного вращения, шпиндель заготовки может совершать медленную круговую подачу, нужную при обработке, например, криволинейных пазов.
Инструментальный шпиндель Ш, куда автоматически подаются инструменты из магазина емкостью 32 шт., смонтирован в корпусе шпиндельной бабки ШБ, перемещающемся вместе с салазками 5 вверх — вниз по стойке 4 (ось У), горизонтально вместе со стойкой (ось Z) и дополнительно на салазках (ось W). Благодаря наличию еще одного инструментального шпинделя и достаточно широкому диапазону частоты вращения инструментальных (10 — 2000об/мин) шпинделей и шпинделя заготовки (6,3 — 3800об/мин) на станке можно выполнить все виды токарной обработки, включая резьбонарезание, сверлильные, фрезерные работы для поверхностей соосных, параллельных и перпендикулярных оси заготовки.