Металлорежущие станки

Обработка ведется на металлорежущих станках, обеспечивающих: необ­ходимое усилие резания; регулируемое относительное перемещение инстру­мента и детали в пространстве с требуемой скоростью, позволяющей полу­чить детали требуемых геометрических форм и размеров с высокой произво­дительностью обработки; жесткое закрепление детали и инструмента, фик­сирующее их положение при возмущающих усилиях обработки, что обеспе­чивает точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей.

По технологическому методу обработки станки делят на токарные, сверлильные, фрезерные, шлифовальные и др. По этой схеме все металлоре­жущие станки разделены на десять групп.

По степени универсальности различают станки универсальные, широко­го применения, специализированные и специальные.

Универсальные станки предназначены для обработки деталей широкой номенклатуры и могут выполнять ряд операций. Станки широкого примене­ния предназначены для выполнения определенного вида работ для широкого круга заготовок. Специализированные станки служат для обработки деталей, сходных по конфигурации, но имеющих различные размеры. Специальные станки предназначены для обработки деталей одного типоразмера.

По степени автоматизации станки различают: с ручным управлением, полуавтоматы, автоматы и станки с программным управлением.

По точности установлено пять классов станков: Н — нормальной, П — повышенной, В — высокой, А — особо высокой, С — особо точные станки.

Основную группу составляют станки, предназначенные для изготовле­ния деталей 6—9-го квалитета.

Функциональные элементы станков. Рабочими органами станка яв­ляются устройства, обеспечивающие закрепление заготовки и относительное перемещение заготовки и инструмента. У токарного станка это шпиндель с патроном и суппорт.

Электрический или гидравлический двигатель с комплексом механиз­мов, передающих движение от электродвигателя к рабочим органам станка, называют приводом станка. Различают приводы рабочих, вспомогательных и установочных перемещений заготовки и инструмента. Рабочими движения­ми называют главное движение и движение подачи, вспомогательными и установочными — движения, служащие для транспортирования и зажима заготовки или инструмента, подвода и отвода рабочих органов станка и т. п. В станках с числовым программным управлением (ЧПУ) каждое движение осуществляется от индивидуального электрического или гидравлического привода. В качестве привода главного движения в станках с ЧПУ использу­ют электродвигатели постоянного тока с тиристорнои схемой управления и

Рис. 31.10.Схема токарного станка с ЧПУ

двух-, четырехступенчатыми коробками скоростей. Это обес­печивает регулировку частот вращения шпинделя в диапазо­не, необходимом для управле­ния скоростью резания. В при­водах движения подачи этих станков используют высокомо-ментные электродвигатели в сочетании с встроенными тахо-генераторами, что обеспечивает бесступенчатую регулировку перемещения суппортов и столов станка. В конструкциях приводов станков широко используются различные виды передач, к основным типам передач относятся ременная, цепная, зубчатая, червячная, реечная и винтовая. Пере­дачей называют механизм, передающий движение или преобразующий одно движение в другое (например, вращательное движение винта в поступатель­ное движение гайки) и осуществляющий изменение скорости движения.

Общий вид токарного станка с ЧПУ и его основные элементы приведе­ны на рис. 31.10. Жесткость и фиксацию неподвижных элементов станка (передней бабки 2 и направляющих 6 для перемещения задней бабки и суп­порта) обеспечивает станина /. В неподвижной передней бабке размещают­ся: привод главного движения детали с закрепленным на шпинделе приспо­соблением 5, обеспечивающим ее движение со скоростью резания; приводы продольной подачи суппорта 7 и привод поперечной подачи инструмента 8 с револьверной головкой 9, перемещающейся по салазкам 10 суппорта. Пере­дача движений суппорту и револьверной головке с резцом осуществляется от соответствующих приводов с помощью зубчатых и винтовых передач. Ре­вольверная головка снабжена приводом с червячной передачей, обеспечи­вающей при вращении автоматическую смену инструмента. В задней бабке 12 размешена пиноль с центром 11. Пиноль задней бабки имеет гидравличе­ский привод и служит для поджима торца длинномерных деталей в процессе обработки. Управляющая аппаратура и ЧПУ размещены в шкафу 4, управ­ляемом с пульта 3.

Автоматизацию процесса резания обеспечило применение станков с чи­словым программным управлением (ЧПУ). Преимущество станков с ЧПУ состоит, прежде всего, в сокращении вспомогательного времени обработки и устранении погрешностей обработки, вызванных недостаточной квалифика­цией рабочего. Значительным этапом автоматизации механической обработ­ки явилось создание многооперационных станков. Многооперационные станки представляют собой станки с ЧПУ, дополнительно оснащенные пере­дающейся шпиндельной бабкой, столами координатного перемещения и по-

ворота оси детали на необходимый угол, устройствами (магазинами) для размещения и автоматической замены инструмента. Это позволило последо­вательно выполнять большое число операций обработки разными режущими инструментами без снятия заготовки со станка при одной базе, тем самым снизив погрешности обработки, вызванные установкой детали. В магазинах станка размещается до 300 инструментов. Режущий инструмент подается в рабочее положение с помощью руки-манипулятора по заданной программе. Такие станки позволяют обрабатывать сложные корпусные детали с четы-рех-пяти сторон, проводя сверление, фрезерование, растачивание и т. д. и превращая заготовку в готовую деталь без съема со станка. Система про­граммного управления производит необходимое изменение режима обработ­ки, управляет вспомогательными движениями рабочих органов, подачей смазочно-охлаждающей жидкости, контролем и рядом других команд.

В современном серийном производстве все большее применение нахо­дят гибкие производственные системы (111С). Они состоят из исполнитель­ной и единой управляющей системы. Исполнительная система включает станки, роботы, устройства для транспортирования заготовок деталей и от­ходов производства, контрольно-измерительные устройства, склады загото­вок и готовой продукции. Все элементы исполнительной системы программ­но управляемы. Единая управляющая система состоит из средств вычисли­тельной техники, которые управляют как отдельными станками, роботами и технологическими установками, так и всем производством в целом.