Металлорежущие станки
Профессиональное образование

8.7. Многоцелевые станки с ЧПУ

Благодаря оснащению многоцелевых станков1 (МС) устройствами ЧПУ и автоматической смены инструмента существенно сокращается вспомогательное время при обработке и повышается мобильность переналадки. Сокращение вспомогательного времени достигается благодаря автоматическим установке инструмента (заготовки) по координатам, выполнению всех элементов цикла, смене инструментов, кантованию и смене заготовки, изменению режимов резания, выполнению контрольных операций, а также большим скоростям вспомогательных перемещений.

По назначению МС делятся на две группы: для обработки заготовок корпусных и плоских деталей и для обработки заготовок деталей типа тел вращения. В первом случае для обработки используют МС сверлильно-фрезерно-расточной группы, а во втором — токарной и шлифовальной групп. Рассмотрим МС первой группы, как наиболее часто используемые.

МС имеют следующие характерные особенности: наличие инструментального магазина, обеспечивающего оснащенность большим числом режущих инструментов для высокой концентрации операций (черновых, получистовых и чистовых), в том числе точения, растачивания, фрезерования, сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьб, контроля качества обработки и др.; высокая точность выполнения чистовых операций (6...7-й квалитеты).

Для систем управления МС характерны сигнализация, цифровая индикация положения узлов станка, различные формы адаптивного управления. МС — это в основном одношпиндельные станки с револьверными и шпиндельными головками.

Многоцелевые станки (обрабатывающие центры) для обработки заготовок корпусных деталей. МС для обработки заготовок корпусных деталей подразделяют на горизонтальные (рис. 8.7) и вертикальные.

Рис. 8.7. Горизонтальный многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ:
1 — поворотный стол; 2 — зажимные приспособления; 3 — шпиндель; 4 — шпиндельная бабка; 5 — автооператор; 6 — инструментальный магазин; 7 — стойка; 8 — поворотная платформа; 9 — заготовка; 10 — стол-спутник; 11 — система ЧПУ; 12 — шкаф для электрооборудования

Обработка заготовок на МС по сравнению с их обработкой на фрезерных, сверлильных и других станках с ЧПУ имеет ряд особенностей. Установка и крепление заготовки должны обеспечивать ее обработку со всех сторон за один установ (свободный доступ инструментов к обрабатываемым поверхностям), так как только в этом случае возможна многосторонняя обработка без переустановки.

Обработка на МС не требует, как правило, специальной оснастки, так как крепление заготовки осуществляется с помощью упоров и прихватов. МС снабжены магазином инструментов, помещенным на шпиндельной головке, рядом со станком или в другом месте. Для фрезерования плоскостей используют фрезы небольшого диаметра и обработку производят строчками. Консольный инструмент, применяемый для обработки неглубоких отверстий, имеет повышенную жесткость и, следовательно, обеспечивает заданную точность обработки. Отверстия, лежащие на одной оси, но расположенные в параллельных стенках заготовки, растачивают с двух сторон, поворачивая для этого стол с заготовкой.

Если заготовки корпусных деталей имеют группы одинаковых поверхностей и отверстий, то для упрощения составления технологического процесса и программы их изготовления, а также повышения производительности обработки (в результате сокращения вспомогательного времени) в память УЧПУ станка вводят постоянные циклы наиболее часто повторяющихся движений (при сверлении, фрезеровании). В этом случае программируется только цикл обработки первого отверстия (поверхности), а для остальных — задаются лишь координаты (X и Y) их расположения.

В качестве примера на рис. 8.8 показаны некоторые постоянные технологические циклы, включенные в программное обеспечение и используемые при обработке на станке модели ИР320ПМФ4.

Рис. 8.8. Постоянные технологические циклы вариантов обработки, используемые на станке модели ИР320ПМФ4:
1 — фрезерование наружного контура; 2 — глубокое сверление с выходом сверла для отвода стружки; 3 — растачивание ступенчатых отверстий; 4 — обратная цековка с использованием ориентации шпинделя; 5 — растачивание отверстия с использованием специальной оправки; 6 — фрезерование по контуру внутренних торцов; 7 — цековка путем фрезерования по контуру; 8 — сверление отверстия; 9 — нарезание резьбы; 10 — фрезерование внутренних канавок дисковой фрезой; 11 — цековка отверстий; 12 — фрезерование торцовой фрезой; 13 — обработка поверхностей типа тел вращения

Устройство для автоматической смены приспособления-спутника (ПС) на станке модели ИР500МФ4 показано на рис. 8.9. ПС 11 устанавливают на платформу 7 (вместимостью два ПС), на которой смонтированы гидроцилиндры 10 и 13. Штоки гидроцилиндров имеют Т-образные захваты 14 и 6. При установке на платформу (перемещение по стрелке Б) ПС вырезом 12 входит в зацепление с захватом 14 штока. На платформе ПС базируется на роликах 9 и центрируется (по боковым сторонам) роликами 8 (исходное положение ПС в позиции ожидания). Перемещение штока гидроцилиндра 10 обусловливает качение (по роликам) спутника.

Рис. 8.9. Устройство для автоматической смены приспособлений-спутников:
1 — базовая плита; 2, 17 — регулировочные винты; 3 — зубчатое колесо; 4 — рейка; 5, 10, 13 и 16 — гидроцилиндры; 6, 14 — захваты; 7 — платформа; 8, 9 — ролики; 11 — приспособление-спутник; 12 — вырез в приспособлении-спутнике; 15 — стойка

При выдвижении штока гидроцилиндра 13 захват 6 перемещается (по направляющей штанге) и катит ПС по роликам 9 и 8 (в направлении стрелки А) на поворотный стол станка, где спутник автоматически опускается на фиксаторы. В результате захват 6 выходит из зацепления с ПС и стол станка (с закрепленным на нем спутником) на быстром ходу перемещается в зону обработки.

Заготовку закрепляют на спутнике во время обработки предыдущей заготовки (когда ПС находится в позиции ожидания) или заранее, вне станка.

После того как заготовка будет обработана, стол станка автоматически (на быстром ходу) передвигается вправо к устройству для смены спутника и останавливается в таком положении, при котором фигурный паз ПС оказывается под захватом 6. Гидроцилиндр поворотного стола расфиксирует спутник, после чего ПС входит в зацепление с захватом 6, а масло поступает в штоковую полость гидроцилиндра 13, шток смещается в крайнее правое положение и перемещает спутник с заготовкой на платформу 7, где уже находится ПС с новой заготовкой. Чтобы поменять спутник местами, платформа поворачивается на 180° (на стойке 15) зубчатым колесом 3, сопряженным с рейкой 4, приводимой в движение гидроцилиндрами 5 и 16.

Платформу 7 точно выверяют относительно поворотного стола станка с помощью регулировочных винтов 2 и 17, ввернутых в выступы базовой плиты 1, неподвижно закрепленной на фундаменте.

Контрольные вопросы

  1. Чем отличаются многоцелевые станки с ЧПУ от токарных, фрезерных, сверлильных и других станков с ЧПУ?
  2. Расскажите об основных узлах многоцелевого станка для обработки заготовок корпусных деталей.

1 Многоцелевой станок — это металлорежущий станок, предназначенный для выполнения нескольких различных видов обработки резанием, оснащенный ЧПУ и автоматической сменой инструмента.

Рейтинг@Mail.ru