ЛЕКЦИЯ 10 Обработка деталей на агрегатных станках и автоматических линиях

Агрегатные станки предназначены для высокопроизводительной многоинструментной обработки деталей.

На них выполняются

1) центрование, сверление, рассверливание, зенкерование, зенкование, растачивание, развертывание и раскатывание отверстий, а с применением различных насадок – фрезерование плоскостей, пазов и фасонных поверхностей; подрезание наружных и внутренних торцов и бобышек, растачивание кольцевых канавок, обтачивание наружных поверхностей, нарезание и накатывание резьб и пр.;

2) сверление глубоких отверстий с многократным автоматическим выводом сверла;

3) зенкерование, зенкование и другие виды работ с остановкой режущего инструмента в конце рабочего хода по жесткому упору;

4) сверление, зенкерование и развертывание с прерывистым резанием (ускоренный подвод, рабочая подача, ускоренный перебег, снова рабочая подача и т. д.);

5) сверление, рассверливание, зенкерование и другие виды работ с автоматическим уменьшением подачи при выходе сверла из детали, при зенкеровании ступенчатого отверстия с подрезкой торца и т. д.

Агрегатные станки обеспечивают обработку отверстий по 8-9-му квалитету точности, межцентровое расстояние между ними ±0,15 мм, торцовое биение до 0,08 мм на радиусе 100 мм, глубину обработки при цековании до 15 мм, обтачивание по 11–12-му квалитету точности, резьбообразование с полем допуска 6h/6H. При применении более совершенных инструментов и приспособлений точность обработки повышается.

Существующие разновидности специальных и специализированных агрегатных станков можно разделить на четыре основные группы:

1) станки с одновременной работой всех силовых головок при неподвижно закрепленной обрабатываемой детали;

2) станки с вертикальной осью вращения поворотно-делительного стола и с последовательно-параллельной работой силовых головок;

3) станки с горизонтальной осью вращения поворотно-делительного стола и с последовательно-параллельной работой силовых головок;

4) станки с поступательным движением делительного стола и последовательно-параллельной работой силовых головок.

Возможности агрегатных станков обусловлены их компоновкой, предусматривающей размещение силовых головок с индивидуальными шпинделями или многоинструментными насадками, вокруг стационарного или вращающегося стола (барабана) с приспособлениями для закрепления заготовок. Высокая производительность достигается благодаря многошпиндельной и многосторонней обработке, одновременному (параллельному) выполнению нескольких технологических переходов, а при наличии загрузочных позиций – совмещению вспомогательного времени на снятие и установку заготовок с машинным временем.

Агрегатные станки создают на базе стандартных (унифицированных) узлов: станин, стоек, кронштейнов, силовых головок и столов, поворотных (прямолинейных) делительных столов, шпиндельных коробок и др. Силовые головки обеспечивают вращение, ускоренный подвод, рабочую подачу и ускоренный отвод инструмента. Различают силовые головки: самодвижущиеся, у которых подача производится в результате автоматического перемещения самих головок от гидро- или пневмоцилиндра и от винта (электромеханические головки), и несамодвижущиеся, у которых подача производится при установке головки (или обрабатываемой заготовки) на силовой стол с возвратно-поступательным или круговым движением; стационарные, у которых движением подачи является перемещение шпинделей (пинолей) с помощью копира (механические силовые головки) или от гидро- или пневмоцилиндра. Гидравлические самодвижущиеся силовые головки бывают самодействующие с гидроприводом в одном блоке с головкой и несамодействующие с отдельным приводом. Силовые головки могут быть одно- и многошпиндельные, т. е. нести один инструмент или привод для многошпиндельной головки (насадки), монтируемой на силовой головке. Силовые столы бывают электромеханические, гидравлические или пневматические. Последние служат только для ускоренного подвода и отвода небольших стационарных силовых головок. Концы шпинделей силовых головок имеют цилиндрические или конические гнезда для крепления инструментов или поводковые хвостовики (фланцы) для многошпиндельных насадок. В цилиндрических отверстиях шпинделей закрепляют регулируемые втулки, удлинители или патроны для инструмента (рис. 3). Требуемый вылет инструмента от торца головки (насадки) обеспечивают соответствующим удлинением шпинделей, что способствует унификации вспомогательного инструмента. Смену инструмента упрощает быстросменный патрон, закрепляемый на стандартном шпинделе головки; при этом обычную гайку на регулируемой втулке заменяют специальной с V-образной канавкой, в которую западают шарики, удерживающие втулку от выпадания.

Компоновка агрегатных станков зависит от габаритов обрабатываемой детали, выполняемых операций, требуемой производительности и технико-экономических показателей. Наибольшая эффективность достигается при максимальной концентрации операций, т. е. при выполнении за один установ заготовки наибольшего числа переходов при многошпиндельной и многосторонней обработке. Для сокращения машинного времени, улучшения отвода стружки или упрощения конструкции инструмента обработку одной поверхности нередко разделяют на несколько переходов, выполняемых на разных позициях, а иногда – из-за невозможности пространственного размещения инструментов - в одной позиции, на-, пример, при малом межцентровом расстоянии. Для упрощения агрегатных станков, взамен многосторонней обработки за один установ заготовки осуществляют ее переустановку без перемещения в процессе обработки (рис. 6) или с периодическим перемещением.

Переустановка заготовок упрощает компоновку станков, но усложняет обслуживание, увеличивает вспомогательное время и затрудняет автоматизацию загрузки. Обработку громоздких корпусных деталей, при относительно невысоких требованиях к производительности (5-10 шт/ч) осуществляют с одной или нескольких сторон на агрегатных станках без перемещения стола. Для заготовок меньших габаритов возможна последовательная многосторонняя обработка с переустановкой.

На агрегатных станках с поворотным столом (барабаном) обработку проводят с периодическим перемещением заготовок после каждого рабочего цикла, что при наличии дополнительных зажимных приспособлений позволяет снять обработанную деталь и установить заготовку за период машинного времени, т. е. частично исключить вспомогательное время из штучного. Агрегатные станки с непрерывным круговым перемещением заготовок в процессе обработки (роторные станки) предусматривают полное совмещение вспомогательного времени с машинным, так как исключается вспомогательное время на пуск станка после каждого рабочего цикла. Стол с заготовками и центральная колонна, несущая силовые головки, непрерывно вращаются, а каждый рабочий шпиндель имеет главное движение (вращение) и движение подачи. При повороте стола на угол 15–30° вращение инструментов прекращается, с тем чтобы можно было снять и установить заготовку. Число одновременно обрабатываемых заготовок равно числу головок.

Агрегатные станки работают, как правило, в полуавтоматическом режиме, оставляя на долю оператора загрузочно-разгрузочную операцию и управление рабочим циклом, что при рациональном расположении оборудования допускает многостаночное обслуживание. В экономически обоснованных случаях установка робота или устройства для загрузки и разгрузки заготовок позволяет полностью автоматизировать работу агрегатного станка. В серийном производстве применяют переналаживаемые агрегатные станки для обработки группы однотипных деталей.

В процессе наладки станка на обработку новой детали меняют зажимные приспособления и инструмент, выбирают режимы резания, перемещают или изменяют положение силовых головок, заменяют шпиндельную головку и др. На малых агрегатных станках пинольные силовые головки на кронштейнах можно перемещать по кольцевым пазам круглой станины, поворачивать вокруг вертикальной оси и фиксировать в требуемом положении.