Обработка на многошпиндельных вертикальных токарныхполуавтоматах

В машиностроении используют много шпиндельные полуавтоматы двух типов последовательного и непрерывного (параллельного) действия

На станках последовательного действия за одну установку на всех рабочих позициях обрабатывают деталь, перемещая ее последовательно из одной позиции в другую, и выполняют на каждой из них свои переходы обработки. Обработку проводят как бы на нескольких одношпиндельных полуавтоматах с различными наладками

На станках непрерывного (параллельного) действия за одну установку заготовку обрабатывают только па одной позиции, причем в обработке находится одновременно несколько (по числу шпинделей без одного) заготовок. Следовательно, несколько заготовок обрабатывают как бы одновременно на нескольких одношпиндельных полуавтоматах, налаженных на одну и ту же операцию

Вертикальные многошпиндельные полуавтоматы для выполнения наиболее распростра ненных видов обработки оснащают суппорта ми следующих основных типов

· вертикальным для обработки осуществляемой при вертикальном перемещении

· универсальным для последовательного продольного, а затем поперечного точения с возвратом в исходное положение по той же траектории,

· параллельного действия (полууниверсальным) для обработки заготовки инструментами двух групп, одна из которых имеет вертикальное перемещение, а другая – последовательно-вертикальное и затем горизонтальное Этот суппорт имеет наименьшую жесткость и применяется исключительно при недостатке рабочих позиций

Система управления полуавтомата может обеспечивать максимально четыре цикла работы суппортов быстрый подвод – малая подача – большая подача – быстрый отвод, быстрый подвод – большая подача – быстрый отвод

Специальные суппорты изготовляют для обработки заготовок, которые не могут быть обработаны с использованием стандартных суппортов К ним относятся сдвоенные суп порты, суппорт с приводом сверлильной головки и суппорт с расточной головкой

Сдвоенные суппорты снабжены двумя салазками (вертикальными и горизонтальными), салазки работают одновременно, что позволяет удобно совмещать в одной позиции вертикальное и горизонтальное обтачивание Выпускают сдвоенные суппорты шести вариантов 1) «к центру 1:1», 2) «к центру 2:1», 3) «к центру 3:1», 4) «от центра 1:1», 5) «от центра 2:I», 6) «от центра 3:I» Обозначения «к центру» и «от центра» указывают направление рабочей подачи горизонтальных салазок, рабочая подача вертикальных салазок всегда направлена вниз Отношения показывают соотношения длин ходов вертикальных и горизонтальных салазок Напри мер, 3 1 означает, что ход и, следовательно, подача на оборот шпинделя у вертикальных салазок в 3 раза больше, чем у горизонтальных

Суппорт с приводом сверлильной головки применяют при обработке нецентральных отверстий планетарными головками без остановки шпинделя в соответствующей позиции

Суппорт с расточной головкой, имеющий индивидуатьный привод, предназначен для чи стовой обработки центральных отверстий (по верхностей) диаметром 20–100 мм с параметром шероховатости поверхности Rа =2,5– 1,25 мкм

В качестве инструмента применяют расточные борштанги с резцами

На многошпиндельных вертикальных полуавтоматах последовательного действия обрабатывают шестерни, ступицы, муфты, шкивы, фасонные и некоторые корпусные детали На них обтачивают цилиндрические и конические поверхности, подрезают торцы, растачивают отверстия, прорезают канавки, сверлят, зенкеруют и развертывают отверстия расположенные по оси вращения и удаленные от этой от этой оси

Заготовки закрепляют в патронах или специальных приспособлениях На этих станках достигается точность обработки наружных и внутренних поверхностей 6–9-го квалитета, точность обработки зависит не только от воз нежностей оборудования, но и от правильно го выбора наладки и технологической оснастки

Многошпиндельные полуавтоматы непрерывного (параллельного) действия предназначены для обработки деталей несложной формы в центрах или патронах На этих станках обеспечивается точность 10–11 то квалитета и параметр шероховатости обработанной поверхности Rа = 2,5 мкм Точность 6–9-го квалитета может быть обеспечена при применении специального инструмента (плавающих головок и др.). На указанных станках обтачивают поверхности, растачиваю отверстия, подрезают торцы или осуществляю г комбинацию этих переходов при предварительной и окончательной обработке.

Технологические возможности станков непрерывного действия, предназначенных для обработки заготовок в патронах не позволяют определить область их применения не которые заготовки можно обраба1ывать как на станке последовательного действия так и на станке непрерывного действия

На многошпиндельных вертикальных полуавтоматах непрерывного действия при установке в центрах обрабатывают детали типа валов, при установке в патронах – типа барабанов

На одно и двухшпиндетьных полуавтоматах вертикального и горизонтального исполнения при монтаже добавочных силовых головок выполняют сверление, фрезерование нарезание резьб и другие операции

Проектирование наладок на полуавтоматы последовательного действия. Проектирование наладок и расчет режимов резания производят для всех суппортов – позиций раздельно За тем выполняют дополнительные расчеты связанные с координацией работы отдельных суппортов – позиций Режимы резания назначают с таким расчетом, чтобы продолжительность работы всех суппортов была приблизительно одинаковой Это позволяет повысить стойкость инструмента на нелимитирующих позициях и тем самым сократить время на подналадку станка, а также более рационально использовать все суппорты станка, не допуская перегрузки их в отдельных позициях

Многошпиндельные полуавтоматы последовательного действия при обработке сравнительно простых деталей с небольшим числом переходов налаживают на одно-, двух- и трехцикловую работу. На загрузочных позициях производят загрузку и съем одновременно одной двух или трех заготовок При двух-и трехцикловых наладках можно обрабатывать детали типа валов и шестерен с двух сторон с поворотом или обрабатывать однотипные детали различных наименований

При проектировании наладок для позиции предварительной обработки по условиям производительности целесообразно увеличивать число одновременно работающих инструментов до шести-восьми. При большем числе инструментов в позиции вследствие усиления вибраций и увеличения мощности резания наблюдается повышенный износ инструментов и требуется более частая подналадка станка. Практически на подналадку станка затрачивают 1 – 1,5 ч в смену, и дальнейшее увеличение числа подналадок может свести на нет достигнутое за счет увеличения числа инструментов сокращение основного времени Необходимо также учитывать жесткость технологической системы Большое число инструментов усложняет конструкцию державок и затрудняет процесс наладки

Для обработки стальных заготовок с большой разницей диаметров рекомендуется применять смешанные наладки поверхности больших диаметров, когда скорости резания благоприятны для твердого става обрабатывают инструментами, армированными твердым сплавом, поверхности меньших диаметров – инструментами из быстрорежущей стати (при v= 30 м/мин). Такое оснащение наладки позволяет применять скоростные режимы обработки создает нормальные условия для работы инструментов и обеспечивает их стойкость не менее одной смены для условий поточно-массового производства

Наладки с использованием инструмента армированного твердым сплавом и из быстро режущей сталью для работы на скоростных режимах следует оснащать минимальным числом инструментов – не более трех - четырех на каждой позиции.

В некоторых случаях например при обработке валов, стаканов и других деталей с не большой разницей диаметров целесообразно применять обработку одним двумя резцами по копиру

Для переходов с точностью обрабатываемых поверхностей 6–7го квалитета необходимо выделять отдельные позиции. При обработке наружных поверхностей и торцов с допусками биения 0,03–0,05 мм а по диаметру и длине ступеней 0,1 –0,15 мм обработку стальных заготовок следует осуществлять в три перехода, чугунных в два.

Для уменьшения основного времени обрабатываемые поверхности большой длины целесообразно делить на участки и выполнять обработку на двух трех позициях. Длину обрабатываемых поверхностей можно сократить также применением большего числа резцов обрабатывающих данную поверхность в одной позиции Однако такая рекомендация справедлива только для предварительной обработки так как при чистовой обработке образование ступенек и рисок на поверхности не допускается.

Для получистовой обработки отверстии в отливках и поковках следует применять зенкеры

Если длина отверстий L>(2…3)d, предварительную обработку для сокращения времени осуществляют в нескольких позициях. Соосно расположенные внутренние поверхности следует обрабатывать в одних и тех же позициях чтобы избежать влияния погрешностей индексации стола (несовпадение осей на различных позициях при поворотах стола достигает 0,03 мм)

Отверстия с точностью 6–7го квалитета обрабатывают плавающей или качающейся разверткой после двукратного растачивания При обработке центральных отверсгий малого диаметра (до 25 мм) применяют специальный шпиндель Относительная частота вращения, при которой будет осуществляться сверление

n=2,5n_шп,

где n_шп – частота вращения шпинделя, установленная для данной наладки на станке

Сверление, зенкерование и развертывание отверстий расположенных на расстоянии от оси вращении заготовки, осуществляется специальными многошпиндельными готовками Относительная неподвижность головки и заготовки обеспечивается в результате совместно го их вращения во время обработки.

Фасонные и конические поверхности обрабатывают с применением универсальных и специальных суппортов, а также специальных копирных державок и сложного фасонного инструмента.

Для обработки однотипных деталей, имеющих много одинаковых размеров рекомендуется применять групповые наладки

Проектирование наладок на полуавтоматы непрерывного действии. Наладки проектируют как для нескольких (по числу шпинделей – рабочих позиций) одношпиндельных многорезцовых копировальных полуавтоматов, причем режимы резания рассчитывают для одной наиболее нагруженной позиции. При проектировании наладок на полуавтоматы непрерывного действия необходимо руководствоваться теми же соображениями, что и для токарных многорезцовых копировальных полуавтоматов и вертикально-многошпиндельных полуавтоматов последовательного действия, с учетом особенностей кинематики станков непрерывного действия. На этих станках целесообразно осуществлять наладку на двух- и трехцикловую работу. При обработке ступенчатых валов допустима установка на каждой позиции более 10 резцов для обработки всех поверхностей. Для разгрузки суппортов и шпинделей рекомендуется применять копирное точение.

При обработке ступенчатых деталей в центрах необходимо выдерживать размер входного диаметра центрового гнезда во избежание смещения ступеней по длине.

В наладке, показанной на рис. 11.10, параллельность поверхностей 1, 2 и 6 обеспечивается комплексной обработкой резцами, закрепленными в различных державках на данном суппорте (позиции II—IV). Для обработки отверстия (поверхность 7) применяют плавающую развертку (позиция VI). На позициях VII и VIII для сверления и зенкерования восьми отверстий используют специальные многошпиндельные головки Поверхности 4 и 5 обрабатывают инструментом, армированным твердосплавными пластинами; остальные поверхности обрабатывают инструментом из быстрорежущей стали. На позиции III обрабатывают поверхности 3, 5, 7

Рисунок 11.10 – Наладка восьмишпиндельного автомата для обработки заготовок зубчатых колес со сверлением удаленных от центра отверстий

Наладка для обработки двух различных заготовок зубчатых колес показана на рис. 11.11. Наличие специальных (угловых) суппортов на всех рабочих позициях (///- VIII) расширило возможности полуавтомата и позволило провести обработку в два цикла (каждый цикл на обработку заготовки одного наименования)

Рисунок 11.11 – Наладка для обработки двух различных заготовок зубчатых колес

На рис 11.12 представлена дублированная наладка для обработки заготовок одного и того же зубчатого колеса

Рисунок 11.12 – Наладка восьмишпиндельного автомата для двухцикловой обработки зубчатого колеса