Виды, функции и принципы работы станков

Числовое программное управление

Классификация систем ЧПУ.

Система ЧПУ (СЧПУ) - совокупность методов устройств, обеспечивающее ЧПУ станков.

Устройство ЧПУ (УЧПУ) - составная часть СЧПУ, выдающая команды на выполнение конкретного действия.

СЧПУ различают по следующим признакам:

I. По назначению

1. Прямоугольные (Ф1) - позволяют обрабатывать простые прямоугольные профили. Управление ведется поочередно по каждой координате.

2. Позиционные (Ф2) - обеспечивают точные ускоренные перемещения рабочих органов от позиции к позиции (движение позиционирования).

3. Контурные (непрерывные) (ФЗ) - обеспечивают обработку сложных профилей. Управление ведется по нескольким координатам.

4. Комбинированные (универсальные) (Ф4) - обеспечивают обработку сложных профилей деталей по нескольким координатам одновременно, точное позиционирование ускоренных перемещений.

II. По способу записи программы

1. Кодированном

2. Декодированном виде

III. По количеству одновременно управляемых координат

1. По одной

2. по двум

3. по трем и т.д.

IV. По виду применяемого привода

1. Ступенчатые

2. Бесступенчатые

3. Следящие

V. По количеству потоков информации

1. Не замкнутые (один поток информации)

2. Замкнутые (два потока информации)

3. Адаптивные (многопоточные).

Блок схема незамкнутой СЧПУ

Пл - перфолента с потоком информации;

СУ - считывающее устройство; УУ - устройство управления;

ИД - исполнительный двигатель;

ИМ - исполнительный механизм.

Точность детали зависит от исполнительного двигателя (ИД) и исполнительного механизма (ИМ).

Блок схема замкнутой СЧПУ

БС - блок сравнения

ДШ - дисшефратор

ДОС - датчик обратной связи, замеряющий истинную величину перемещения исполнительного механизма (ИМ).

Адаптивные (самоустанавливающиеся) многопоточные (много потоков информации) имеют большое количество датчиков обратной связи (ДОС), которые фиксируют переменные условия возникающие в процессе резания (износ инструмента, температурная деформация и т.д.).

Конструктивные особенности станков с ЧПУ

По сравнению со станками с ручным управлением станки с ЧПУ должны обладать повышенной жесткостью и точностью. Жесткость достигается за счет увеличения ребер жесткости станин, стоек и других корпусных деталей. Кроме того, станины и стойки можно изготавливать из полимерного бетона или природного гранита.

Точность увеличивается за счет увеличения точности деталей и сборки.

Шпинделя для станков с ЧПУ изготавливают из сталей типа 40Х. На них должны быть предусмотрены места для установки ДОС и другой контрольно измерительной аппаратуры.

В качестве опор шпинделей применяются подшипники более высокого класса точности. Направляющие скольжения для уменьшения силы трения напыляют фторопластом. Широко применяются направляющие качения. Каждый вид передаваемого движения имеет отдельный двигатель. Движение от двигателя передается минимальным количеством кинематических пар. Для передачи движения широко применяются беззазорные передачи, в которых можно выбирать образующийся в процессе работы зазор.

В приводах главного движения при ступенчатом регулировании применяются асинхронные двигатели в сочетании с автоматическими коробками скоростей.

Для бесступенчатого регулирования применяются двигатели с терристорным регулированием и высокомоментные двигатели. В приводах подач применяются высокомоментные двигатели постоянного тока и шаговые двигатели. Для закрепления инструментов широко применяются многопозиционные револьверные головки, а для хранения инструментов применяются инструментальные магазины. Смена инструментов производится автоматически.

Программоносители СЧПУ

В станках с ЧПУ программа работы станка записывается условным кодом. В качестве программоносителей применяются перфоленты, перфокарты, магнитные ленты и магнитные диски. Эта программа считывается и преобразуется в электрические импульсы, которые затем используются для управления движением исполнительных органов станка. В виду того, что программа для обработки конкретной детали записывается заранее и благодаря возможности быстрой смены программоносителя, станок с ЧПУ позволяет за короткое время осуществить переналадку на обработку другой детали.

Код ISO - 7 bit является семизначным кодом и позволяет позиционировать 128 символов. Код рассчитан на 8-ми дорожечную перфоленту шириной 25,4 мм. Для кодирования информации используются 7 дорожек, восьмая предназначена для контроля считывания информации и дополняет количество пробивок в строке до четного числа.

Для переноса кодированной информации на перфоленту используются устройства подготовки данных.

Устройство включает:

1. Стол оператора

2. Электронную тумбу с пультом управления.

В столе оператора размещаются: перфоратор для перемещения ленты и пробивки информационных отверстий; фотосчитывающее устройство и электрифицированную пишущую машинку.

Оси координат станков с ЧПУ

Стандартом ISO - К841 для всех типов станков принято считать ось шпинделя - ось Z.

За положительное направление принимают - перемещение инструмента от заготовки. Остальные оси координат определяют пользуясь правилом «правой руки».

X, Y, Z - основные (первичные) координаты

U, V, W - вторичные координаты

Р, Q, R - третичные координаты

А, В, С - круговые координаты

За положительное направление принимают вращение по часовой стрелке, если смотреть вдоль положительного направления оси координат.

Если перемещается не инструмент, а заготовка, то координаты обозначают Х^/, Y^/ А^/, В^/ и т.д. В этом случае знаки надо поменять на противоположные.

Токарные станки

Предназначены для обработки наружных, внутренних, цилиндрических, конических, фасонных и торцовых поверхностей заготовок, а также для нарезания резьб.

Станки различают по большому количеству признаков: автоматы и полуавтоматы; универсальные, одно и многошпиндельные; горизонтальные и вертикальные; револьверные, карусельные и т.д.

Основными параметрами токарного станка являются наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной и наибольшее расстояние между центрами.

Токарно-винторезный станок отличается от токарного наличием ходового винта.

Токарно-винторезный станок модели 16К20

Станок предназначен для выполнения различных токарных работ, а также для нарезания резьб: метрической, дюймовой, питчевой, модульной и специальной.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки Dmax=400 мм, наибольшие длины обрабатываемой заготовки 710,1000, 1400, 2000 мм.

Основные узлы.

По направляющим станины перемещаются суппорт и задняя бабка Передняя бабка смонтирована неподвижно, в ней размещена коробка скоростей. Задняя бабка служит для поддержания заготовки при работе в центрах, а также для закрепления инструмента, предназначенного для обработки отверстий. Коробка подач должна обеспечивать включение, выключение, реверсирование подачи и регулирование ее величины. Фартук предназначен для преобразования вращательного движения ходового вала и ходового винта в прямолинейное поступательное движение суппорта. Суппорт служит для перемещения закрепленного в резцедержателе инструмента.

Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой.

Продольная подача - перемещение суппорта по направляющим станины.

Поперечная подача - перемещение салазок по направляющим суппорта.

Вспомогательные движения - ускоренные перемещения суппорта и салазок автоматически и вручную, перемещение задней бабки и т.д.

Приспособления для токарных станков можно разделить на два вида:

1. Приспособления, предназначенные для крепления деталей (патроны самоцентрирующие и поводковые, хомутики, упорные центры, люнеты и оправки).

2. Приспособления для крепления инструмента (переходные втулки, инструментальные блоки, механические воротки)

При включении М₁ влево шпиндель вращается против часовой стрелки, количество ступеней частот вращений 24. При включении М₁ вправо шпиндель вращается по часовой стрелке - число ступеней 12.

УКБ движения подач

При гладком точении подачи обеспечиваются при помощи ходового винта XVIII, включаются муфты М₃ и М₄. Движение подач кинематически связано с вращением шпинделя.

1об > S, мм/об

Продольная подача

Поперечная подача

Б₇, Б₈, Б₉ - подвижные блоки обеспечивают 16 величин подач.

М₀ - обгонная муфта

М₆ - предохранительная муфта

Остальные муфты сцепные.

Для увеличения подач в 2, 4, 8, 16, 32 раза Б₅ перемещаем вправо и вводим в зацепление колеса 45/45.

Нарезание резьб.

На станке можно нарезать метрическую, модульную, дюймовую, питчевую резбы. Резьбы отличаются друг от друга профилем, шагом и характеристикой.

При нарезании резьб за один оборот шпинделя суппорт должен перемещаться на величину шага нарезаемой резьбы. Продольная подача при нарезании резьб обеспечивается ходовым винтом.

Метрическая резьба - включаются муфты М₃, М₄, М₅ в гитаре постоянные колеса.

Токарно-револьверные станки

Применяются в серийном и крупносерийном производстве для обработки заготовок сложного профиля.

Обработка ведется последовательно или параллельно различными режущими инструментами. Инструменты предварительно настраивают на размер, что значительно сокращает вспомогательное время.

Отличаются от токарно-винторезного станка наличием револьверного суппорта, установленного вместо задней бабки. На револьверном суппорте располагается револьверная головка (РГ).

РГ может иметь вертикальную или горизонтальную ось вращения. На каждой позиции РГ можно закрепить один инструмент, а при наличии приспособления -несколько.

РГ с горизонтальной осью вращения имеет цилиндрическую форму, число гнезд под инструмент до 32. Они имеют малую жесткость и применяются в легких станках

РГ с вертикальной осью вращения имеют призматическую форму, число граней 6-8. Они имеют высокую жесткость и применяются в средних и тяжелых станках.

Изменение скоростей и подач на станках производится при помощи командных аппаратов или при помощи предварительного набора

Зажим заготовки производится при помощи цангового патрона

По назначению станки делятся на:

1. Универсальные

2. Специализированные

По виду обрабатываемой заготовки на:

1. Прутковые

2. Патронные

3. Патронно-прутковые.

Основными параметрами, характеризующими станки для прутковой работы, являются наибольший диаметр обрабатываемого прутка или диаметр отверстия шпинделя, а в станках для патронной работы - наибольший диаметр обрабатываемой в патроне заготовки над станиной и над суппортом.

Токарно-револьверный станок модели 1П365

Применяется для обработки прутков Dmax = 65 мм и штучных заготовок 500 мм.

Основные узлы:

Станина (А), передняя бабка с горизонгальным шпинделем (В), коробка подач (Б), суппорт с салазками и резцедержателем (Г), револьверный суппорт с шестипозиционной РГ и шестигранным барабаном, на котором располагаются передвижные упоры ограничивающие длину хода (Д). Длина хода суппорта и салазок также устанавливается при помощи упоров.

Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой.

Продольная подача - перемещение суппортов по направляющим станины.

Поперечная подача - перемещение салазок по направляющим суппорта.

Вспомогательные движения - ускоренное перемещение салазок автоматически и вручную.

УКБ главного движения

n_дв., мин^-1 > n_шп., мин^-1

УКБ движения подач

1об.шп > S, мм/об

S_прод - продольная подача суппорта, мм/об

S_попер - поперечная подача суппорта, мм/об.

Если вместо блоков Б₃ и Б₄ включить блоки Б₅ и Б₆, то будет обеспечиваться продольная подача револьверного суппорта.

УКБ ускоренных перемещений

При включении М₉ перемещается суппорт, а при включении М₁₀ револьверный суппорт.

Карусельные и лобовые станки

Карусельные станки применяют для обработки тяжелых деталей большого диаметра, но сравнительно небольшой длины. На них можно производить почти все токарные, а при наличии специальных приспособлений также фрезерные и шлифовальные работы.

Основными параметрами являются наибольший диаметр и высота обрабатываемой заготовки.

Токарно-карусельные станки изготавливают двух типов: одностоечные и двухстоечные . Станки с планшайбой диаметром до 1600 мм обычно одностоечные, а станки с планшайбой большего диаметра - двухстоечные.

Обрабатываемая заготовка закрепляется на планшайбе вращающейся в горизонтальной плоскости.

В единичном производстве и на ремонтных работах применяют лобовые токарные станки, в которых планшайба вращается в вертикальной плоскости. Задней бабки станки не имеют.

В обозначении модели последние цифры указывают на номер планшайбы по которому по справочнику определяют диаметр.

Двухстоечный карусельный станок модели 1553

Применяется для обработки заготовок Dmax = 2300 мм.

Основные узлы:

Станина (И), вертикальный шпиндель с планшайбой., две стойки (Е,К), траверса (В), портал (Д), боковой суппорт с салазками и резцедержателем (3), два верхних суппорта: правый (Г) с салазками и пятипозиционной РГ и левый (Б) с салазками и резцедержателем.

Главное движение - вращение планшайбы с заготовкой.

Вертикальная подача - перемещение бокового суппорта по направляющим стоики и салазок по направляющим верхнего суппорта

Горизонтальная подача - перемещение верхних суппортов по направляющим траверсы и салазок по направляющим бокового суппорта

Вспомогательные движения - ускоренное перемещение салазок и суппортов автоматически и вручную, перемещение и фиксация траверсы, поворот верхнего левого суппорта на требуемый угол для обработки конуса вручную.

УКБ главного движения

n_дв., мин^-1 > n_шп., мин^-1

УКБ движения подач

Каждый суппорт имеет одинаковые индивидуальные коробки подач

УКБ для верхнего правого суппорта

1об.пл > S, мм/об

i - передаточное отношение коробки подач с подвижными блоками и кулачковыми муфтами.

Ускоренные перемещения суппорта и салазкам осуществляются при помощи отдельных асинхронных двигателей или вручную при помощи маховичков.

Перемещение траверсы также обеспечивается отдельным двигателем через червячные и винтовые передачи. После перемещения траверса фиксируется при помощи двигателя, червячной и винтовой передачи, системы рычагов. При помощи червячной передачи 1 - 300 вручную поворачивается левый верхний суппорт.

Назначение, классификация и конструктивные особенности станков с ЧПУ

Применяются для обработки заготовок типа тел вращения и для нарезания резьб по программе.

Станки различают по следующим признакам

I. По компановке

1. горизонтальные

2. вертикальные

3. наклонные

П. По степени шероховатости обработанной поверхности

1. для черновой

2. для чистовой

3. для получнетовой

III. По виду обрабатываемой заготовки

1. патронные - короткие заготовки

2. центровые - длинные заготовки

3. патронно-центровые - короткие и длинные заготовки

4. карусельные - заготовки больших диаметров.

Станки должны обладать повышенной жесткостью и точностью.

Каждый вид передаваемого движения имеет отдельный двигатель. Движения передаются при помощи коротких кинематических цепей в которых широко используются беззазорные передачи.

Для закрепления инструментов применяются многопознцнонные револьверные головки. Для хранения инструментов применяются инструментальные магазины. Смена инструментов производится автоматически. Станки оснащаются контурными системами ЧПУ.

Токарный станок с ЧПУ модели 16К20ФЗ

Станок предназначен для обработки наружных и внутренних поверхностен заготовок типа тел вращения. Станок выпускают на базе станка 16К20. Класс точности станка П.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки над станиной Dmax = 400 мм, наибольшая длина Lmax = 1000 мм.

Станок оснащают различными устройствами ЧПУ. Модификация станка 16К20ФЗ в зависимости от комплектации устройств ЧПУ имеют различные индексы.

Например, станок 16К20ФЗС5 работает с устройством Н22-1М, станок 16К20ФЗС18 - с устройством 2У-22.

Система ЧПУ -контурная. Программоноситель-перфолента.

Основные узлы: станина, передняя бабка, задняя бабка, суппорт с РГ.

Главное движение- вращение шпинделя с заготовкой.

Продольная подача (Z)-перемещение суппорта по направляющим станины.

Поперечная подача (X)- перемещение салазок по направляющим суппорта.

Вспомогательные движения - ускоренные перемещения салазок и суппорта, периодический поворот РГ.

УКБ главного движение

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

УКБ продольной подачи

n_дв.М2, мин^-1 > S_прод, мм/мин

УКБ поперечной подачи

n_дв.М3, мин^-1 > S_поп, мм/мин

М2 и М3 - шаговые двигатели, которые обеспечивают бесступенчатое регулирование подач и высокую точность перемещения.

УКБ поворота РГ

n_дв.М5, мин^-1 > n_РГ., мин^-1

Перед началом поворота РГ перемещается в осевом направлении и освобождается от фиксатора, в качестве которого служит плоскозубчатая муфта М₇.

При нарезании резьб необходимо согласовать два движения

1 об/мин > S_прод = Р мм/об,

где Р- шаг нарезаемой резьбы.

Это согласование обеспечивается датчиком, который связан со шпинделем через беззазорную прямозубую передачу 60/60.

Иногда вместо шаговых двигателей устанавливают двигатели постоянного тока с террнсторным регулированием. В этом случае точность перемещения обеспечивается ДОС.

Токарный станок с ЧПУ модели 16К20Т1

Отличие от станка модели 16К20ФЗ - оснащен оперативной системой ЧПУ, которая расположена на суппорте станка.

Оперативная система ЧПУ типа электроника НЦ 31 обеспечивает работу станка без программоносителей, имеет память для хранения нескольких программ. Оператор путем нажатия клавиш набирает нужную программу или вызывает готовую, заранее записанную, из памяти. Для обеспечения программы в НЦ 31 заложены стандартные циклы обработки и нарезание резьбы.

УКБ главного движение

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

Токарный станок модели 1А734ФЗ

Это полуавтомат с ЧПУ предназначен для черновой и чистовой обработки наружных и внутренних поверхностей заготовок типа дисков, чашек, зубчатых колес и др.

Наибольший диаметр обрабатываемой заготовки до суппорта 320 мм; наибольшая высота -200 мм; число инструментов 8.

Основные механизмы и движения в станке.

Станок имеет вертикальную компоновку, которая значительно повышает его технические и эксплуатационные возможности, обеспечивает быструю переналадку на новую заготовку.

На основании А станка установлены стоики Б, по направляющим которых перемещаются два суппорта В. Каждый суппорт имеет программируемое перемещение по осям X и Z. Заготовка зажимается в патроне Г и получает главное вращательное движение. На суппорте установлены револьверные головки Д для четырех инструментов каждая.

Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой. Вращение производится от двигателя постоянного тока с двухзонным регулированием от терристорного преобразователя. Нижний диапазон 100 - 1000 мин ^-1; верхний - 1000 - 2500 мин^-1

УКБ главного движения

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

Переключение блока Б1 позволяет получить 29 частот вращения. Зажим заготовки осуществляется гндроцнлнндром Ц2. Круговой фотоимпульсный преобразователь Др обеспечивает соответствие между подачей режущего инструмента при нарезании резьбы и скоростью вращения шпинделя. Он же служит для контроля скорости вращения шпинделя. Блок Б₁ переключается гндроцнлнндром Ц1.

Вертикальная подача (Z) -перемещение суппортов по направляющим стойки.

Перемещения осуществляются от высокомоментных двигателей М4 и М5 через полужесткую дисковую муфту.

Горизонтальная подача (X) - перемещение салазок по направляющим суппорта. Осуществляется от двигателей М2 и МЗ.

УКБ горизонтальной подачи.

n_{дв.М2, М3}, мин^-1 > S_гор, мм/мин

Револьверная головка предназначена для закрепления инструментальных державок со стандартной базирующей призмой «ласточкин хвост». РГ самодействующая, все движения обеспечиваются гидросистемой станка. Фиксация головки осуществляется полумуфтами точного индексирования с круговым зубом.

Стружкоудаление производится двумя винтовыми конвейерами от двигателя М6 через зубчатые колеса 23/47 47/47. Предусмотрен реверс для их очистки.

Устройство ЧПУ типа 2С85. Устройство контурное с линейно-круговой интерполяцией обеспечивает независимое управление по четырем координатам. По программе происходит перемещение двух суппортов по двум взаимноперпендикулярным осям, автоматическое изменение режимов резания, смена инструментов. Программоноситель 8-ми дорожковая перфолента. Дискретность отсчета по осям координат X - 0,005 мм; Z - 0,01 мм.

Токарный карусельный станок модели 1512ФЗ

Применяется для обработки заготовок Dmax = 1250 мм, высотой Нmах = 1000 мм. станок шпиндель вращение

Основные узлы: станина, вертикальный шпиндель с планшайбой, стойка, траверса, суппорт, салазки, пятипозиционная РГ.

Главное движение - вращение планшайбы с заготовкой.

Вертикальная подача (Z) -перемещение салазок по направляющим суппорта.

Горизонтальная подача (X) - перемещение суппорта по направляющим траверсы.

Вспомогательные движения - ускоренное перемещение суппорта и салазок, периодический поворот РГ, перемещение и фиксация траверсы.

УКБ главного движения.

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

АКС - автоматическая коробка скоростей обеспечивает управление по программе 12-тью скоростями.

i - передаточное отношение планетарного механизма, расширяющего диапазон регулирования скор остей в 2 раза.

При вращении планшайбы через ряд зубчатых колес движение передается датчику обратной связи (ДОС). Он служит для нарезания резьбы, а также для выключения станка при произвольном изменении скоростей.

УКБ горизонтальной подачи

n_дв.М2, мин^-1 > S_гор, мм/мин

УКБ вертикальной подачи

n_дв.М3, мин^-1 > S_верт, мм/мин

М2 и М3 - высокомоментные двигатели.

Точность перемещений обеспечивается ДОС.

УКБ поворота РГ

n_дв.М4, мин^-1 > n_РГ., мин^-1

УКБ перемещения траверсы

n_дв.М5, мин^-1 > S_тр, мм/мин

М₁₁ - зубчатая муфта, которая служит для устранения перекоса. Фиксация траверсы производится при помощи силового цилиндра Ц1 через реечную передачу и систему рычагов.

Устройство ЧПУ типа Н55-2 обеспечивает автоматическое управление по заданной программе вертикальным суппортом и приводом главного движения. Программа записывается на 8-ми дорожковой перфоленте. Дискретность отсчета по осям X и Z равна 0,01 мм.

Токарный центровой полуавтомат с ЧПУ модели 1Б732Ф3

Предназначен для токарной обработки валов сложной конфигурации в условиях мелкосерийного и единичного производства. Большая мощность и жесткость станка позволяет обрабатывать заготовки с большими припусками. На станке производят обточку цилиндрических., конических, сферических поверхностей, подрезку торцов, прорезку различных канавок, нарезание резьбы и другие токарные работы, которые могут быть выполнены с высокой степенью точности и малой шероховатостью обработанных поверхностей. Класс точности станка Н.

Основные механизмы и движения в станке

Станок имеет вертикально-наклонную компоновку. Литое корыто А служит основанием станка. Направляющие чугунной станины В и опорная поверхность под шпиндельную бабку Г расположены под углом 15° от вертикали. В станину встроена автоматическая коробка скоростей Б. Суппорт Д расположен на верхних направляющих станины, а задняя бабка Ж на ее нижних направляющих. В центрах передней и задней бабок устанавливают заготовку. Суппорт состоит из продольной и поперечной кареток. На поперечной каретке закреплена РГ Е. В корыте расположен конвейер стружки 3. Для поддержания длинных и тяжелых деталей устанавливают люнет И.

Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой.

Продольная подача - перемещение продольной каретки по направляющим станины.

Поперечная подача - перемещение поперечной каретки по направляющим продольной каретки.

УКБ главного движения

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

Шпиндель имеет 18 значений частот вращений.

Передача 70/37 приводит во вращение реле контроля скорости (РКС), которое предназначено для блокировки работы станка, если во время обработки вдруг перестанет вращаться шпиндель. Датчик нарезания резьбы Др связан со шпиндельным валом через передачу 70/70.

УКБ продольной подачи

n_дв.М2, мин^-1 > S_прод, мм/мин

УКБ поперечной подачи

n_дв.М3, мин^-1 > S_поп, мм/мин

Поперечная и продольная подачи получают перемещения от шаговых двигателей с гидроусилителем.

РГ имеет шесть позиций для установки резцовых блоков и резцов.. Гидроцилиндр Щ служит для зажима РГ, а Ц2 - для ее поворота.

Задняя бабка перемещается в заданное положение колесом Z=17, закрепленным на задней бабке, и рейкой m=3 мм, установленной вдоль направляющих станины.

Пиноль перемещается от гидроцилиндра ЦЗ.

Винтовой конвейер выполнен в виде двух винтов, которые винтовой спиралью выносят стружку за пределы станка.

Люнет служит для поддержания заготовок диаметром 40-150 мм.

Токарные автоматы и полуавтоматы

Применяются в крупносерийном и массовом производстве. Обработка ведется параллельно или последовательно различными режущими инструментами в одной или нескольких рабочих позициях.

Автомат - станок, в котором автоматизированы основные и вспомогательные движения, включая загрузку и выгрузку, необходимую для последующей обработки большого количества заготовок.

Полуавтомат - станок, в котором автоматизированы основные и вспомогательные движения, необходимые для обработки заготовки. Снятие готовой детали и установку новой, а также контроль ее размеров осуществляет оператор.

Токарные автоматы и полуавтоматы разделяются по различным признакам:

I. По виду заготовки на

1. патронные

2. прутковые

П. По назначению на

1. универсальные

2. специализированные

III. По расположению шпинделей

1. горизонтальные

2. вертикальные

IV. По числу шпинделей

1. одношпнндельные

2. многошпнндельные

Для автоматического управления циклом обработки на автоматах и полуавтоматах имеется распределительный вал с закрепленными на нем кулачками, через систему рычагов управляющими отдельными механизмами станка. За один оборот распределительного вала обычно изготавливается одна деталь, т.е. выполняется весь цикл обработки.

В одношпиндельных станках обработка ведется в одной позиции, а в многошпиндельных -последовательно в разных позициях.

Станки сверлильно-расточной группы

Сверлильные станки применяются для сверления, зенкерования, зенкования, развертывания, нарезания резьб. Основными параметрами являются наибольший условный диаметр получаемого отверстия в стальных деталях, размер конуса шпинделя и др.

Сверлильные станки подразделяются на:

1. Настолько-сверлильные - применяются для обработки отверстий небольших

диаметров, мелких заготовок.

2. Вертикально-сверлильные - применяются для обработки отверстий средней

величины деталей. Соосность обрабатываемого отверстия достигается за счет

перемещения детален.

3. Радиально-сверлильные - применяются для обработки корпусных деталей.

Соосность достигается за счет перемещения инструмента.

4. Горизонтально-сверлильные - применяются для глубокого сверления.

Характерный параметр - наибольший диаметр обрабатываемого отверстия. Станки

имеют один шпиндель.

5. Многошпиндельные с постоянным расположением шпинделей и с переставными

шпинделями. Применяются в крупносерийном и массовом производстве.

Главным движением является вращение шпинделя с инструментом, а движением подачи - вертикальное перемещение шпинделя.

Расточные станки выполняют все операции свойственные сверлильным станкам, кроме этого можно растачивать отверстия больших диаметров, фрезеровать поверхности и пазы, подрезать торцы резцами, нарезать резьбы резцами.

Станки делятся наследующие типы:

1. Горизонтально-расточные применяются для обработки корпусных деталей.

Выполняют все вышеперечисленные операции.

2. Координатно-расточные применяются для обработки деталей с высокой

точностью взаимного расположения отверстий.

3. Алмазно-расточные применяются для финишной обработки отверстий, обеспечивают малую шероховатость поверхности и высокую точность геометрической формы отверстий.

Характерными параметрами являются диаметр расточного шпинделя. Длина вылета шпинделя, габариты рабочей поверхности стола.

Вертикально-сверлильный станок модели 2Н135

Применяется для обработки отверстий Dmax = 35 мм. Применяется для сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования и нарезания резьб.

Основные узлы: основание, стойка, шпиндельная бабка с вертикальным шпинделем, стол.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.

Вертикальная подача - перемещение шпинделя с инструментом.

Вспомогательные движения - ускоренный подвод и отвод шпинделя, перемещение шпиндельной бабки и стола вручную.

Соосность обрабатываемого отверстия достигается за счет перемещения заготовки.

Обрабатываемая заготовка может зажиматься в тисках, в двух-, трех-, четырехкулачковом патроне.

Приспособлением для крепления инструмента являются переходные втулки, воротки, центровочные патроны.

УКБ главного движения

n_дв., мин^-1 > n_шп., мин^-1

УКБ вертикальной подачи

1 об.шп. > S_верт, мм/об

При помощи рукояток Р₁ и Р₂ вручную можно перемещать шпиндельную бабку и стол. При помощи штурвала Ш при включении муфты М1 обеспечивается ускоренный подвод и отвод шпинделя.

Радиально сверлильный станок модели 2В56

Применяется для обработки отверстий корпусных детален Dmax = 60 мм. Применяется для сверления, рассверливания, зенкерования, зенкования и нарезания резьб.

Основные узлы: основание, втулка, поворотная колонна, рукав, шпиндельная бабка.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом. Обеспечивается асинхронным двигателем через ряд зубчатых колес.

Вертикальная подача - перемещение шпинделя с инструментом в вертикальном направлении.

Вспомогательные движения - поворот колонны, перемещение шпиндельной бабки, ускоренный подвод и отвод шпинделя вручную, точные перемещения шпинделя вручную, перемещение рукава и его фиксация автоматически.

Соосность обрабатываемого отверстия достигается за счет перемещения инструмента.

Приспособлением для крепления инструмента являются переходные втулки, воротки, центровочные патроны. Для комплексного сверления отверстий применяются кондукторные приспособления. Заготовка зажимается при помощи различных прихватов, упоров, универсально-сборного приспособления.

УКБ главного движения

n_дв., мин^-1 > n_шп., мин^-1

УКБ вертикальной подачи

1 об.шп. > S_верт, мм/об

Горизонтально-расточной станок модели 2620А.

Применяется для обработки корпусных деталей весом до 2000 кг.

Основные узлы: станина В, неподвижная стойка К, шпиндельная бабка И, планшайба Ж, суппорт с резцедержателем 3, подвижная стойка А, люнет Б, продольные салазки Г, поперечные салазки Д, поворотный стол Е.

Главное движение - вращение шпинделя и планшайбы с инструментом.

Осевая подача - перемещение шпинделя по оси Z

Вертикальная подача - перемещение шпиндельной бабки по направляющим неподвижной стойки.

Радиальная подача - перемещение суппорта по направляющим планшайбы.

Продольная подача - перемещение продольных салазок по направляющим станины.

Поперечная подача - перемещение поперечных салазок по направляющим продольных салазок.

Вспомогательные движения - перемещение рабочих органов ускоренно автоматически и вручную, поворот стола автоматически и вручную, перемещение подвижной стойки вручную.

УКБ главного движения

Шпиндель и планшайба вращаются независимо друг от друга.

УКБ движения подачи

n_дв., мин^-1 > S, мм/мин

Осевая подача

Вертикальная подача

Радиальная подача

i - передаточное отношение планетарного механизма.

Продольная подача

Поперечная подача

Требуемые величины подач устанавливают за счет регулирования частоты вращения двигателя.

УКБ осевой подачи при нарезании резьб

1 об.шп. > Р, мм/об

Ускоренные движения обеспечиваются по тем же кинематическим цепям что и рабочие подачи, только двигатель сообщает максимальную частоту вращения.

Вручную перемещение обеспечивается при помощи рукояток:

Р₃ - шпиндельная бабка

Р₄ - продольные салазки

Р₅ - поперечные салазки

Р₆ - поворот стола

Р₇ - подвижная стойка

Р₈ - люнет.

Назначение, классификация и конструктивные особенности сверлильных и расточных станков с ЧПУ

Применяются для обработки отверстий в различных типах деталей. На этих станках возможна комплексная сверлильно-фрезерно-расточная обработка заготовок различной конфигурации и степени точности.

Станки этой группы имеют следующие особенности и достоинства:

1. Повышенную мощность и жесткость.

2. Обеспечивается высокая точность обработки без применения кондукторных

приспособлений и без разметки.

В настоящее время имеется большое количество станков с ЧПУ сверлильно-расточной группы:

а) сверлильные станки бывают горизонтальные и вертикальные; однопшиндельные и шгогонппшдельные; с ручной сменой инструмента, с револьверными головками, с

инструментальным магазином.

б) расточные станки бывают вертикальные и горизонтальные; нормальной точности и

высокоточные; многооперационные для комплексной фрезерно-сверлилъно-расточной обработки деталей сложной конфигурации.

Сверлильные станки первого поколения изготавливались на базе вертикально-сверлильных станков моделей 2Н1 18 и 2Н135.

В настоящее время используются станки с высокой степенью автоматизации моделей 2Р1 18Ф2, 2Р135Ф2.

Расточные станки первого поколения были одноинструментальными, поэтому автоматизация обработки была неполной (станок модели 2А620Ф2).

В настоящее время используют расточные станки с инструментальным магазином. Использование таких станков позволяет повысить производительность в 3-4 раза,

Компоновка и внешний вид сверлильно-расточных станков с ЧПУ почти не изменился по сравнению с обычными станками.

Отличительным свойством станков с ЧПУ является повышенная жесткость и точность. Большинство станков имеют точность позиционирования ± 0,025 - 0,05 мм.

Сверлильные станки оснащают крестовыми столами, которые устанавливают на направляющих качения. Движение им сообщается шариковыми винтовыми механизмами. Станки имеют автоматическое регулирование скоростей движения резания

Важной конструктивной особенностью расточных станков с ЧПУ является наличие поворотного стола.

Вертикально-сверлильный станок с ЧПУ модели 2Р135Ф2

Применяется для обработки отверстий Dmax = 35 мм, для нарезания резьб и тонкого фрезерования простых прямоугольных профилей. Оснащен прямоугольной позиционной системой ЧПУ. Программоноситель - перфолента.

Основные узлы: станина, стойка, салазки, стол, суппорт, РГ с шестью шпинделями.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.

Вертикальная подача (Z) - перемещение суппорта по направляющим стойки.

Поперечная подача (Y^/) - перемещение салазок по направляющим станины.

Продольная подача (Х^/) - перемещение стола по направляющим салазок.

Вспомогательные движения - ускоренное перемещение суппорта, периодический поворот РГ, точные ускоренные перемещения стола и салазок (движение позиционирования).

УКБ главного движения

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

АКС - обеспечивает по программе 12 скоростей за счет различных сочетаний включения электромагнитных муфт.

Движение подач обеспечивается при помощи отдельных асинхронных двигателей через АКС с фрикционными муфтами.

М2 - вертикальная подача

М4 - поперечная подача

М5 - продольная подача

Точность перемещения обеспечивается ДОС.

УКБ поворота РГ

n_дв.М3, мин^-1 > n_РГ., мин^-1

УКБ выпресовки инструмента

УКБ смазывания револьверного суппорта

Горизонтально расточной станок с ЧПУ модели 2А620Ф2

Назначение, основные узлы и кинематика аналогичны станку модели 2620А.

Отличия: отсутствует подвижная стойка с люнетом. Оснащен позиционно-прямоугольной системой ЧПУ (Ф2).

Главное движение обеспечивается асинхронным двигателем М1. Осевая, радиальная, вертикальная и продольная подачи обеспечиваются от двигателя постоянного тока М2, а поперечная и круговая подачи от двигателя МЗ. Точность перемещения обеспечивается ДОС. Осевая подача (Z)- перемещение шпинделя.

Поперечная подача (X^/) - перемещение поперечных салазок по направляющим продольных салазок.

Вертикальная подача (Y) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим неподвижной стойки.

Круговая подача (В^/)- вращение стола с заготовкой.

Радиальная подача (В)- перемещение суппорта по направляющим планшайбы.

Продольная подача (W^/) - перемещение продольных салазок по направляющим станины.

Фрезерные станки

Применяются для обработки плоскостей, уступов, пазов, нарезания зубчатых колес методом копирования, винтовых канавок, отрезки заготовок. Режущий инструмент - фрезы различных типов.

Станки делятся на следующие типы:

1. Бесконсольно-фрезерные - применяются для высокопористой, черновой и чистовой обработки. Шпиндель, как правило, вертикальный. Стол перемещается в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Обладают высокой жесткостью.

2. Консольно-фрезерные - применяются для обработки мелких, средних заготовок. Стол вращается в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Обладают невысокой жесткостью и делятся на следующие типы:

а) вертикально-фрезерные. Шпиндель расположен вертикально и его можно перемещать вдоль оси и поворачивать горизонтально.

б) горизонтально-фрезерные. Шпиндель расположен горизонтально.

в) универсально-фрезерные. Отличаются от горизонтальных наличием поворотной плиты, при помощи которой стол можно поворачивать вокруг вертикальной оси.

г) широко-универсальные. Отличаются от универсальных дополнительным вертикальным шпинделем, который можно устанавливать под требуемым углом к заготовке. Дополнительный шпиндель может быть постоянный или сменным.

3. Продольно-фрезерные - применяются для обработки корпусных деталей. По конструкции делятся на одностоечные и двухстоечные. Обработка ведется одновременно с обоих сторон.

4. Специализированные - применяются для выполнения конкретной операции (фрезерно-центровальные, шпоночно-фрезерные).

Характерным параметром является габариты рабочей поверхности стола. В обозначении модели последние одна или две цифры указывают на номер стола.

Горизонтально фрезерный станок модели 6Р80Г

Применяется для обработки мелких деталей. По справочнику стол на 200 х 800мм.

Основные узлы: основание, станина, консоль, поперечные салазки, поворотная плита, стол, горизонтальный шпиндель, хобот, проушина (серьга).

Главное движение - вращение шпинделя с фрезой.

Вертикальная подача - перемещение консоли по направляющим станины.

Поперечная подача - перемещение салазок по направляющим консоли.

Продольная подача - перемещение стола по направляющим поворотной плиты.

Вспомогательные движения - ускоренное перемещение консоли, салазок и стола автоматически и вручную, поворот плиты.

УКБ главного движения.

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

УКБ движения подач

n_дв.М2, мин^-1 > S, мм/мин

Движения под развертывание

Вертикальная подача

Поперечная подача

Продольная подача

УКБ ускоренных перемещений

- а далее в зависимости от включения муфт (М₅), (М₄), (М₆) ускоренно будут перемещаться консоль, салазки или стол.

При помощи рукоятки Р вручную можно перемещать консоль, а при помощи маховичков М_х2 и М_Х1 салазки и стол.

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерные станки с ЧПУ предназначены для фрезерования поверхностей крышек, планок. Рычагов. Корпусов и кронштейнов простой конфигурации. Контуров сложной конфигурации типа кулачков, шаблонов, поверхностей корпусных деталей с нескольких сторон и под различными углами с фрезерованием отверстий больших диаметров и других поверхностей.

Конструктивное разнообразие фрезерных станков с ЧПУ вызвано необходимостью обработки самых разнообразных деталей различными инструментами: цилиндрическими, концевыми, фасонными фрезами, расточными резцами, зенкерами, развертками. Из этого следует, что стирается грань между станками фрезерной и сверлильно-расточной групп.

В связи с расширением круга работ фрезерные станки часто оснащают поворотными головками или инструментальными магазинами.

Изготавливают следующие основные типы станков:

1 Бесконсольные с крестовым столом

2 Консольно-фрезерные

3 Продольно-фрезерные.

Станки выполняют с вертикальным расположением шпинделя для односторонней обработки и горизонтальным расположением шпинделя для многосторонней обработки.

Значительно повысилась жесткость и точность фрезерных станков с ЧПУ.

Корпусные детали выполняют ребристыми. Станины могут воспринимать большие статические и динамические нагрузки. В станках устанавливают высокопрецизионные ходовые винты. Для тяжелых станков применяют направляющие качения. Обработку можно вести попутным и встречным фрезерованием с одинаковой точностью, так как в коробке подач предусмотрено устройство для выбора зазоров.

Станки консольной компоновки с РГ и без нее с шириной стола от 200 - 400 мм применяются для обработки заготовок сравнительно небольших размеров. Станки изготавливают класса точности Н и П. В приводе подач используют шаговые двигатели и двигатели постоянного тока.

Продольно-фрезерные станки с ЧПУ изготавливают с базовой шириной стола 400 х 500 мм одностоечные с горизонтальной или вертикальной ползунковой бабкой на неподвижной или подвижной поперечине с различным числом бабок. Бабки оснащают комплектом быстросменных или автоматически сменных навесных головок, что позволяет без перезакрепления производить комплексную фрезерно-сверлильно-расточную обработку.

В группе фрезерных станков применяют самые различные системы ЧПУ:

1 Контурные (незамкнутые, замкнутые)

2 Комбинированные. Позволяющие производить как контурную обработку, так и

позиционирование.

3 Прямоугольные для обработки простых контуров.

Вертикально фрезерный станок с ЧПУ модели 6Р13РФЗ

Предназначен для обработки заготовок сложного профиля в условиях единичного и мелкосерийного производства торцовыми и концевыми фрезами, сверлами, зенкерами и развертками. Наибольший диаметр инструментов: фрезы торцовой 125 мм, фрезы концевой 40 мм, сверла 30 мм. Класс точности Н.

Основные механизмы: станина, шпиндели, установленные в шестипозиционной РГ, консоль, поперечные салазки, стол. Коробка скоростей смонтирована в корпусе станины. Механизмы поперечной и вертикальной подач расположены в корпусе консоли, а продольной подачи - в салазках.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.

Вертикальная подача (Z^/) - перемещение консоли по направляющим станины.

Поперечная подача (Y^/) - перемещение салазок по направляющим консоли.

Продольная подача (Х^/) - перемещение стола по направляющим салазок.

Вспомогательные движения - периодический поворот РГ обеспечивается при помощи гидродвигателя М2 через зубчатые передачи и мальтийский механизм. Подачи обеспечиваются при помощи шаговых двигателей МЗ (X^/), М4 (Z^/), М5 (Y^/). Главное движение обеспечивается двигателем постоянного тока.

УКБ главного движения

n_дв.М1, мин^-1 > n_шп., мин^-1

УКБ вертикальной подачи

n_дв.М4, мин^-1 > S, мм/мин

УКБ продольной подачи

n_дв.М3, мин^-1 > S, мм/мин

УКБ поперечной подачи

n_дв.М5, мин^-1 > S, мм/мин

УКБ поворота револьверной головки

n_дв.М2, мин^-1 > n_шп., мин^-1

Вертикально фрезерный станок с ЧПУ модели 6520ФЗ

Станок предназначен для обработки поверхностей торцовыми, концевыми, угловыми и фасонными фрезами, сверлами и зенкерами. На станке обрабатывают детали типа штампов, пресс-форм, кулачков, копиров, применяемых в мелкосерийном производстве.

Размер рабочей поверхности стола 250 х 630 мм.

Наибольшие перемещения стола:

в продольном направлении 500 мм, в поперечном направлении 250 мм.

Наибольшие вертикальные перемещения инструмента 350 мм.

Пределы частот вращения шпинделя 31,5... 1600 об/мин.

Количество частот вращения шпинделя - 18.

Пределы подач (регулирование бесступенчатое) 5... 1500 мм/мин.

Дискретность отсчета 0,01 мм.

Мощность двигателя 4 кВт.

Основные узлы: основание, станина с коробкой скоростей, шпиндельная головка, крестовый стол с салазками, гидростанция, устройство ЧПУ.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.

Вертикальная подача - перемещение шпиндельной головки в вертикальном направлении.

Поперечная подача - перемещение салазок со столом в поперечном направлении.

Продольная подача - перемещение стола по направляющим салазок.

Вспомогательные движения - ускоренные перемещения стола. Салазок и шпиндельной головки, зажим и отжим шпиндельной головки.

Станок имеет для повышения жесткости зажим шпиндельной головки. Причем зажим осуществляется пружинами, а разжим - гидроприводом. Все движения подачи осуществляются двухсторонними силовыми гидроцилиндрами.