Металлорежущие станки. Еще в каменном веке создавались устройства для распиливания камня, которые можно считать прообразами современных металлорежущих станков [10]

Еще в каменном веке создавались устройства для распиливания камня, которые можно считать прообразами современных металлорежущих станков [10], рис. 2.14.

Рис. 2.14. Устройство для распиливания камня (около 4000 лет до н.э.), а- двидение подачи, б) – движение резания.

Различные способы обработки резанием осуществляются на соответствующих металлорежущих станках. Металлорежущие станки принято делить на группы: токарные, сверлильные, фрезерные, строгальные и долбежные, протяжные станки, для разрезания пилами, шлифовальные, хонинговальные, доводочные, зуборезные, резьбонарезные и др.

Основные виды токарных станков: универсальные, револьверные, токарные автоматы, токарно-копировальные, токарно-карусельные, токарные лобовые, специальные.

В универсальных токарных станках движение резания сообщается заготовке, а движение подачи – инструменту. Станки предназначены для обработки деталей типа валов, дисков, которые закрепляют в центрах, в патроне или на планшайбе.

Универсальные токарные станки имеют, как правило, горизонтальное расположение шпинделя [10].

Рис. 2.15. Универсальный токарный (токарно-винторезный) станок: 1- зубчатая передача в шпиндельной коробке, передняя бабка с рабочим шпинделем, 3 – резцедержатель, 4 – двигатель привода, 5 – исполнительные механизмы приводов подач (ходовой винт и ходовой вал), 6- ременная передача в цепи подач, 7- коробка подач, 8 – приводы продольных и поперечных салазок

Важными геометрическими параметрами являются высота центров, определяющая максимальный диаметр обрабатываемой детали, и расстояние между центрами, определяющее наибольшую длину обрабатываемой детали.

Перемещение инструмента в продольном направлении, как правило, возможно на большую длину, чем в поперечном. Универсальные токарно-винторезные станки имеют ходовой винт и ходовой валик. Ходовой винт используется для более точного согласованного с вращением детали перемещения инструмента при нарезании резьбы..

Сверлильные станки можно разделить на: вертикальные и горизонтальные, одно- и многошпиндельные, переносные и стационарные, радиально-сверлильные, координатно-расточные, с ЧПУ, для глубокого сверления и др.

Настольный сверлильный станок [10] (рис.5.12,а) представляет собой малогабаритный стационарный одношпиндельный вертикально-сверлильный станок. Движение подачи осуществляется в борльшинстве случаев вручную с помощью рукоятки.

Вертикально-сверлильные станки с колонной [10] (рис.2.16, б) имеют поворотный стол, который может перемещаться в вертикальном направлении. Частота вращения и подача инструмента изменяется, как правило, ступенчато, для чего служат коробки скоростей и подач.

Рис. 2.16. Некоторые типы сверлильных станков: а) – настольный, б) – вертикально-сверлильный с колонной, в) – вертикально-сверлильный со стойкой.

Вертикально-сверлильные станки со стойкой [10] (рис.2.16, в) имеют регулируемый вертикально перемещающийся стол с дополнительной опорой. Это позволяет сверлить отверстия большого диаметра в тяжелых заготовках.

Координатно-расточные станки [10] имеют системы измерения перемещений, которые позволяют с высокой точностью позиционировать инструмент по осям X, Y, Z. Координатно-расточные станки, оснащенные числовым программным управлением называют многооперационными станками или обрабатывающими центрами.

Фрезерные станки предназначены для обработки резанием с помощью вращающегося инструмента с одной или несколькими режущими кромками (зубьями).

Консольные фрезерные станки [10] (горизонтально-фрезерные и вертикально-фрезерные) (рис.2.17) состоят, как правило, из вертикальной станины, отливаемой вместе с плитой основания, и консоли, которая может перемещаться в вертикальном направлении.

Рис.2.17. Консольные фрезерные станки: а) – горизонтально-фрезерный, б)- вертикально-фрезерный.

На консоли выполняются направляющие, обеспечивающие возможность поперечных перемещений промежуточной плиты вместе со столом станка, а также направляющие для продольных перемещений стола. Для большей жесткости консоль часто снабжают дополнительной опорой.

Консольные фрезерные станки обладают недостаточной жесткостью (особенно в крайних положениях стола) и поэтому преобладают в парке малых фрезерных станков с приводом главного движения менее 25 квт.

Универсальные инструментальные фрезерные станки [10] оснащаются поворотной фрезерной головкой и поворотным столом и имеют мощности до 15 квт.

В тех случаях, когда необходимы более высокая жесткость, простая загрузка деталей и высокая грузоподъемность стола применяют фрезерные станки со станинами постельного типа. Жесткость таких станков значительно выше, чем консольных. В продольном направлении она составляет около 65 Н/мкм, в поперечном – около 125 Н/мкм. Точность позиционирования на станках с ЧПУ находится в пределах 20 – 40 мкм на длине перемещения 1 м.

Многооперационные станки с ЧПУ [10] имеют, по крайней мере, три линейные оси с числовым контурным управлением и оду или две оси вращения инструмента. На этих станках могут выполняться операции сверления, растачивания и фрезерования. Для автоматической смены инструмента предусмотрен инструментальный магазин. При необходимости станок оснащается системой автоматической смены деталей. Весь технологический процесс обработки детали управляется системой ЧПУ. Многооперационные станки являются основой гибких автоматизированных производств.