Виды, функции и принципы работы станков

Устройство ЧПУ - НЗЗ-1М предназначено для управления приводами станка по трем координатам. Все приводы с шаговой системой управления.



Тип системы ЧПУ - контурная.

Вид интерполяции - линейно-круговая.

Способ кодирования - ISO-7 bit

Программоноситель - перфолента.

Скорость считывания информации - 700 строк в секунду.

Количество управляемых координат 3 (одновременно 2).

Станок имеет три группы органов управления:

1 рычаги управления привода главного движения

2 органы управления на станке

3 органы управления на пульте оператора (устройство ЧПУ).

Делительные головки (ДГ)

ДГ являются приспособлением широкого применения для обработки заготовок на фрезерном станке. При помощи ДГ можно закрепить заготовку под требуемым углом и разделить ее на равные части.

ДГ делятся на следующие типы:

1 Делительные приспособления - применяются для деления заготовок на небольшое конкретное число частей.

2 Универсальные ДГ (УДГ) - применяются для закрепления заготовок под требуемым углом, деление на равные части, фрезерование винтовых канавок.

3 Оптические ДГ (ОДГ) - применяются для выполнения особо точных работ и для контроля.

Настойка УДГ

Закрепить заготовку под требуемым углом можно за счет поворота корпуса УДГ. Деление заготовки на равное и не равное количество частей можно производить тремя способами: при помощи непосредственного, простого и дифференциального деления.

Непосредственное деление производится при помощи диска, жестко закрепленного на шпинделе УДГ. Диск имеет некоторое количество отверстий, при помощи которых ведется отсчет. Точность невысокая.

Простое деление производится рукояткой через ряд кинематических пар. Требуемое количество оборотов рукоятки зависит от числа делений, на которое нужно разделить заготовку и подсчитывается по делительному диску. На делительном диске имеется ряд концентрических окружностей с отверстиями.

Пример. Настроить УДГ по следующим данным: N=40; Z=27

Ответ: Рукоятку поворачиваем на 1 полный оборот и на 26 интервалов по окружности, имеющей 54 отверстия.

Если УДГ нельзя настроить на простое деление, т.е. нет диска с требуемым количеством отверстий, УДГ настраивают на дифференциальное деление.

Выбирают фиктивное значение Z_Ф близкое к требуемому Z при котором УДГ можно настроить на простое деление. Ошибку исправляют при помощи гитары сменных колес, которые связывают шпиндель УДГ и ее делительный диск. Диск освобождается от фиксатора

Для вывода формулы запишем УКБ

Выражение

соответствует основному повороту шпинделя от рукоятки,

а выражение дополнительному повороту (повороту лимба).

Решая уравнение получим:

Пример: Настроить УДГ по следующим данным: Z=71; N = 40.

Решение: 1. Настраиваем УДГ на простое деление

2. Настраиваем УДГ на дифференциальное деление.

Zф = 72

Рукоятку необходимо повернуть на 30 интервалов по окружности, имеющей 54 отверстия. Шпиндель УДГ повернется на 1/72 оборота. Нам нужно, чтобы повернулся на 1/71. Ошибку исправляем при помощи гитары сменных колес.

Проверим условие сцепляемости

Делительные диски сменные и имеют следующие ряды отверстий: 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31, 33,37,39,41,43,47,49,54.

Для вывода формулы по подбору требуемого количества оборотов рукоятки запишем УКБ, связывающее вращение шпинделя с заготовкой. При простом делении диск фиксируется. ,

где Z - число, на которое нужно разделить заготовку.

где К=1 - число заходов червяка

Z₀ = 40; 60; 80; 120 -- число зубьев колеса

Z₀ = N - характеристика УДГ.

При Z меньше N:

Рукоятку необходимо повернуть на А целых оборотов и дополнительно на а -интервалов по окружности имеющей в отверстий.

Рукоятку необходимо повернуть на а интервалов по окружности, имеющей в отверстий.

Пример: Настроить УДГ для фрезерования пазов по следующим данным: Z = 70; N = 40.

Решение:

Ответ: Рукоятку поворачиваем на 28 интервалов по окружности, имеющей 49 отверстий. Шпиндель УДГ с заготовкой повернется на 1/70.

Пример:Z = 8; N = 40.

Решение:

Ответ: 5 оборотов по любой окружности.

Пример: Z= 157; N = 40.

Решение:

Zф=156

Знак ( - ) означает, что рукоятка и диск должны вращаться в разные стороны. Для этого в гитару устанавливают промежуточное колесо.

Условие выполняется.

Настойка УДГ на фрезерование винтовых канавок

Для фрезерования винтовых канавок винт продольной подачи универсально-фрезерного станка при помощи гитары сменных колес соединяется со шпинделем УДГ, на котором закреплена заготовка, в которой нужно отфрезеровать канавку.

Для вывода формулы по подбору гитары сменных колес запишем УКБ связывающее продольную подачу и вращение шпинделя УДГ с заготовкой.

Рв.к. > 1 об. заг.

Пример: Настроить станок и УДГ для нарезания косозубого колеса по следующим данным: Zк = 45; m = 2 мм; N = 40; Рх.в. = 6 мм; б = 22°.

Решение: 1 . Настраиваем УДГ на простое деление

2. Настраиваем УДГ на фрезерование винтовой канавки

для косозубых колес

Условие сцепляемости выполнено.

3. Стол поворачивается на угол б = 22°.

4. Определяем глубину резания.

t = h = 2,25m = 2,25 * 2 = 4,5 мм.

Шлифовальные станки

Предназначены для окончательной обработки заготовок абразивными или алмазными кругами. Станки обеспечиваю точные размеры, правильную геометрическую форму и высокое качество поверхности детали. На этих станках можно обрабатывать плоские, наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности, шлифовать резьбы и зубья зубчатых колес, разрезать заготовки. Шлифование также используют для обдирочных и получистовых операций.

Шлифовальные, станки делятся на:

1. Круглошлифовальные - предназначены дня обработки наружных поверхностей и торцов тел вращения.

2. Внутришлифовальные - предназначены дня обработки цилиндрических, конических отверстий и торцов.

3. Бесцентрово-шлифовальные - предназначены для обработки в серийном производстве заготовок типа тел вращения.

4. Плоскошлифовальные - предназначены дня обработки плоскостей, уступов, линейчатых пазов.

5. Специальные станки - предназначены для выполнения конкретной операции (шлифование резьбы, зубьев колес).

Главным движением для всех типов шлифовальных станков является вращение шлифовального круга. Движение характеризуется

Остальные движения в зависимости от конструкции и назначения станка могут сообщаться различным исполнительным органам.

Круглошлифовальный станок модели 3151

Применяется для обработки тел вращения Dmax= 200 мм, Lmax = 700 мм.

Основные узлы: станина, стол, поворотная плита, бабка изделия с жестким шпинделем, на переднем конце которого устанавливается поводковый патрон, шлифовальная бабка.

Главное движение - вращение шлифовального круга.

Круговая подача - вращение поводкового патрона с заготовкой.

Продольная подача - возвратно-поступательное перемещение стола по направляющим станины.

Поперечная подача - периодические перемещения шлифовальной бабки по направляющим станины

Вспомогательные движения - перемещение стола вручную, шлифовальной бабки автоматически и вручную, поворот плиты вокруг вертикальной оси на угол ( ± ) в градусах вручную.

Главное движение и круговая подача обеспечиваются отдельными асинхронными двигателями через ременные передачи.

Продольная подача обеспечивается гидроприводом. Требуемую длину хода стола устанавливают переставными упорами. Требуемая скорость перемещения регулируется дросселем.

Поперечная подача происходит в момент реверсирования хода стола. Часть масла поступает в силовой цилиндр П₃ перемещая поршень, шток и собачку. Собачка поворачивает храповое колесо и далее движение передается при помощи конических колес 24/36 24/96. Колесо 96 выполнено в виде гайки, которое при вращении по ходовому винту перемещает шлифовальную бабку. Величина подачи зависит от угла поворота храпового колеса, которое устанавливается при помощи переставного упора. Ограничивающего длину хода штока с собачкой.

При помощи маховичка М_Х1 шлифовальную бабку можно перемещать вручную, а при помощи силового цилиндра П₁ автоматически.

При помощи маховичка М_Х2 при включенной продольной подаче вручную можно перемещать стол.

После настройки станка обработка ведется в следующей последовательности:

- черновая обработка (поперечная подача происходит на каждый ход стола)

- чистовая обработка (поперечная подача происходит на один двойной ход стола)

Внутришлифовальный станок модели ЗА252

Применяется для обработки цилиндрических и конических внутренних поверхностей и торцов деталей типа тел вращения Dmax = 50...200 мм, Lmax = 200 мм.

Основные узлы: станина, стол, салазки, шлифовальная бабка с горизонтальным шпинделем. Кроме этого на шлифовальной бабке устанавливают откидной шпиндель с чашкой для обработки торцов. На шпинделе бабки изделия при помощи гидропатрона закрепляется обрабатываемая заготовка.

Главное движение - вращение шпинделя с шлифовальным кругом.

Круговая подача - вращение шпинделя с заготовкой.

Продольная подача - возвратно-поступательное перемещение стола с шлифовальным кругом.

Поперечная подача - периодические перемещения шлифовальной бабки по направляющим салазок.

Вспомогательные движения - перемещение шлифовальной бабки и стола вручную, поворот бабки изделия вокруг вертикальной оси на требуемый угол для обработки конуса и перемещение подвижных салазок по направляющим станины вручную.

Главное движение обеспечивается асинхронным двигателем через ременную передачу со сменными шкивами.

Круговая подача обеспечивается асинхронным двухскоростным двигателем при помощи ременных передач и механического вариатора с раздвижными конусами, позволяющими плавно регулировать подачу.

Продольная подача обеспечивается гидроприводом. Длина и место хода стола устанавливается переставными упорами У₁ и У₂.

Поперечная подача происходит в момент реверсирования хода стола. На соленоид Сд подается напряжение и шток с собачкой перемещается. Собачка поворачивает храповое колесо 200, а колесо поворачивает корпус, в котором располагается планетарный механизм, при этом вращается ходовой винт, который перемещает гайку Г шлифовальной бабки. Величина подачи зависит от угла поворота храпового колеса, которая устанавливается упором. При помощи маховичков М_Х1 и М_Х2 вручную можно перемещать стол и шлифовальную бабку, а при помощи рукояток, устанавливаемых на К₁ и К₂ поворачивать бабку изделия и перемещать салазки.

После настройки обработка производится автоматически в следующей последовательности:

- черновая обработка,

- правка шлифовального крута,

- подналадка на размер,

- чистовая обработка, выхаживание,

- остановка стола в крайнем правом положении.

Плоскошлифовальный станок модели ЗЕ711В

Станки классифицируются по

1. Расположению шпинделя

а) горизонтальные

б) вертикальные

2. По форме стола

а) с круговым

б) с прямоугольным

Основными параметрами является размер стола. Станок ЗЕ711В предназначен для обработки плоских поверхностей заготовок периферией круга. Класс точности станка В.

Основные узлы: К станине А крепится колонна Б. По горизонтальным направляющим качения станины перемещается в поперечном направлении крестовый суппорт В со столом Д, совершающим продольное возвратно-поступательное движение. По вертикальным направляющим качения колонны Б движется шлифовальная бабка Г. В станине расположены механизмы Е и Ж вертикальной и поперечной подачи, а также гидропривод станка.

Главное движение - вращение шпинделя с шлифовальным кругом.

Поперечная подача - перемещение суппорта по направляющим качения станины (от двигателя М2).

Продольная подача - происходит от гидропривода. Ручная продольная подача осуществляется маховичком 1 со встроенным в него планетарным механизмом.

Вертикальная подача - вертикальное перемещение шлифовальной головки (двигатель МЗ).

Быстрые установочные перемещения шлифовальной головки происходят от асинхронного электродвигателя М4.

Шлифовальные станки с ЧПУ

Назначение и классификация аналогичны станкам с ручным управлением. Оснащаются специальными СЧПУ, которые применяются только со шлифовальными станками.

На станках устанавливается большое количество измерительно-контрольной аппаратуры. Станки обладают повышенной жесткостью и точностью.

Круглошлифовальный станок с ЧПУ модели ЗМ151Ф2

Назначение, основные узлы и движения аналогичны станку модели 3151.

Отличия: оснащен прямоугольно-позиционной СЧПУ. На шлифовальной бабке установлено устройство для автоматической правки шлифовального круга.

Продольная подача Z^/.

Поперечная подача X^/.

Осевая подача для обработки торца - перемещение шпинделя с шлифовальным кругом.

Вспомогательное движение - перемещение механизма правки шлифовального круга.

Главное движение обеспечивается двигателем М1.

Круговая подача обеспечивается двигателем М2.

Поперечная подача обеспечивается двигателем постоянного тока МЗ, n = 20...400 об/мин.

Ускоренное перемещение шлифовальной бабки обеспечивается двигателем М4 или рукояткой 8.

Осевая подача обеспечивается гидроприводом. Масло поступает в силовой цилиндр Ц₅ и перемещает поршень и рейку. Рейка перемещает реечное колесо 17, вал 14 и дисковый кулачок 4. Кулачок перемещает палец 5, который при помощи рычага 6 перемещает шпиндель. При помощи силовых цилиндров Ц₄ и Ц₃ механизм правки перемещается в продольном и осевом направлении.

Плоскошлифовальный станок с ЧПУ модели ЗЕ711ВФ3

Назначение и классификация аналогичны станку с ручным управлением.

Станок предназначен для обработки заготовок различных профилей методом врезания. Правка шлифовального круга производится автоматически от устройства ЧПУ. Имеются датчики обратной связи. Программоноситель - 8-ми дорожковая перфолента.

Механизм правки с ЧПУ устанавливается на шлифовальной головке. Правка шлифовального круга производится резцом с алмазной вставкой. Для этого от устройства ЧПУ резцу сообщается перемещение по координатам X - в продольном и Z - в поперечном направлениях. Державка алмаза имеет поворот вокруг вертикальной оси Y (координата В) + 30°.

Привод подач осуществляется по координатам Z и X соответственно от шаговых двигателей М2 и М3 через червячные редуктора и винт-гайку качения VI и II с шагом Р = 5 мм. Поворот вокруг оси Y происходит от шагового двигателя М1 через червячный редуктор Z = 1/60.

Станки строгально-протяжной группы

Строгальные и долбежные станки предназначены для обработки резцами плоских поверхностей, канавок, пазов, фасонных линейных поверхностей. Станки этой группы характеризуются главным возвратно-поступательным движением, которое может сообщаться или заготовке или инструменту. Строгальные станки подразделяются на продольно-строгальные и поперечно-строгальные.

Продольно-строгальные предназначены для обработки крупных заготовок; их изготавливают одностоечными и двухстоечными. Основными параметрами являются наибольшая дайна (2..12,5 м) и ширина строгания (0,6...5 м). Движение резания сообщается заготовке.

Поперечно-строгальные станки служат для обработки мелких и средних деталей. Основным их размером является наибольшая длина хода ползуна (200...2400 мм). Главное движение сообщается инструменту.

Долбежные станки применяют чаще всего для обработки внутренних сложных поверхностей. Основными их размерами являются: наибольший ход ползуна (100... 1600 мм) и диаметр стола (240... 1600 мм).

Протяжные станки предназначены для обработки внутренних и наружных поверхностей различной формы. Станки имеют высокую производительность, обеспечивают высокую точность обработки и при этом просты по конструкции и в работе,

В протяжных станках движением резания является прямолинейное перемещение либо протяжки, либо заготовки при неподвижном инструменте. Движение подачи отсутствует, поскольку подача обеспечивается подъемом зубьев протяжки.

Основные размеры протяжных станков: наибольшая тяговая сила 6,3...1470 кН, максимальная длина хода протяжки 0,4...3,2 м.

Поперечно-строгальный станок модели 737

Применяется для обработки плоскостей, уступов, пазов.

Основные узлы: станина., ползун, суппорт, каретка с резцедержателем, коробка подач, стол.

Главное движение - возвратно-поступательное перемещение ползуна по направляющим станины.

Вертикальная подача - периодические перемещения коробки подач по направляющим станины.

Поперечная подача - периодические перемещения стола по направляющим станины.

Вспомогательные движения - перемещение стола и коробки подач автоматически и вручную.

Главное движение обеспечивается при помощи гидропривода. Масло периодически поступает или вправо или влево в силовом цилиндре, перемещая поршень, шток и ползун влево (рабочий ход) или вправо (холостой ход).

Длина и место хода ползуна устанавливается при помощи переставных упоров.

Движение подачи обеспечивается периодически в момент реверсирования рабочего хода на холостой.

Масло поступает в нижнюю полость цилиндра подач, перемещая поршень, шток и рейку вверх. Далее движение передается через реечное колесо 28, обгонную муфту М₀₁ и конический трензель на вал 2. С вала 2 движение можно передавать или на винт 3 поперечной подачи или на колесо гайку 28 вертикальной подачи.

Зубообрабатывающие станки

Для нарезания зубчатых колес применяется два метода: копирования и обкатки.

Метод копирования применяют при фрезеровании, протягивании, строгании, шлифовании зубьев. Профиль режущих кромок инструмента имеет форму впадин нарезаемого зубчатого колеса. Так, при зубофрезеровании в качестве инструмента используют модульные дисковые или пальцевые фрезы. После нарезания одной впадины производят деление на один шаг с помощью делительной головки.

Недостатки: низкая производительность и точность обработки, необходимость иметь комплекты инструмента в зависимости от модуля и числа зубьев нарезаемых колес. Для каждого модуля применяют комплект из 8 или 15 фрез. Метод копирования применяют в единичном производстве.

Метод обкатывания состоит в том, что инструмент и заготовка в процессе нарезания зуба копируют своими движениями зубчатое зацепление. Инструменту можно придать форму зубчатого колеса, зубчатой рейки, червяка и т.д. Для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатывания используют преимущественно долбяки, червячные фрезы и гребенки.

Этот метод применяют в серийном и массовом производствах.

Преимущества: высокая производительность и точность обработки, возможность автоматизации, использование одного инструмента для нарезания с одинаковой точностью колес одного модуля с разными числами зубьев.

Зубообрабатывающие станки классифицируются:

I. По виду обработки и инструменту.

1 Зубодолбежные

2 Зубофрезерные

3 Зубострогальные

4 Зубопротяжные

5 Зубошевенговальные

6 Зубошлифовальные.

II. По назначению

1 Для нарезания цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями,

2 Для конических колес с прямыми и криволинейными зубьями,

3 Для шевронных колес,

4 Дня червячных колес,

5 Для зубчатых реек.

III. По точности и степени шероховатости нарезаемых зубьев

1 Для предварительного нарезания зубьев,

2 Для чистовой обработки зубьев,

3 Для доводки рабочих поверхностей зубьев.

Зубодолбежный станок модели 514.

Применяется для нарезания цилиндрических прямозубых и косозубых колес наружного и внутреннего зацепления, блоков зубчатых колес.

При наличии приспособления можно нарезать рейки Dmax= 500 мм, m = 2...6 мм.

Основные узлы: станина, шпиндельная бабка с вертикальным шпинделем, стол.

Главное движение - возвратно-поступательное перемещение шпинделя с долбяком.

Круговая подача - вращение шпинделя с долбяком.

Радиальная подача (на врезание) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим станины.

Движение деления и обкатки - согласованное вращение шпинделя и стола с заготовкой.

Вспомогательные движения - периодический отвод и подвод стола автоматически в процессе резания, перемещение шпиндельной бабки вручную при настройке.

При работе станка воспроизводится работа прямозубой или косозубой передачи.

Принцип работы

После закрепления долбяка и заготовки устанавливают требуемые величины скоростей и подач, включают вращение и путем перемещения шпиндельной бабки подводят долбяк до касания с заготовкой. Устанавливают длину хода долбяка и включают радиальную подачу врезания долбяка в заготовку на требуемую глубину резания.

При малых модулях t = h = 2,25m, а при больших модулях - на часть от h -высоты профиля.

После врезания радиальная подача выключается. Включается подача движения обкатки и круговая подача. Колесо нарезается за один полный оборот стола с заготовкой при малой глубине резания, а при большой - врезание повторяют.

При перемещении долбяка вниз совершается рабочий ход, вверх - холостой. Во время холостого хода стол с заготовкой отводится от долбяка. Перед началом рабочего хода возвращается в исходное положение.

УКБ главного движения.

где V - скорость резания,

L = в + 2Д (мм) - длина хода долбяка,

В - длина зуба,

Д - перебег долбяка.

УКБ круговой подачи.

Движение начинается с вала 2, т.к. за один оборот вала происходит один двойной ход, а круговая подача кинематически связана с главным движением.

где Zд - число зубьев долбяка

УКБ радиальной подачи.

Движение начинается с вала 2.

Н - высота профиля подъема дискового кулачка К₁ который при вращении перемещает палец Р₁ , ходовой винт 18, колесо-ганку 30 и шпиндельную бабку.

УКБ движения деления и обкатки

u - передаточное отношение,

Zк - число зубьев нарезаемого колеса,

Z_Д- число зубьев долбяка.

При помощи эксцентрика Э и системы рычагов обеспечиваются отвод и подвод стола с заготовкой. При помощи рукоятки устанавливаемой на квадрат вала 19, вручную перемещается шпиндельная бабка.

Пример. Настроить станок модели 514 для нарезания цилиндрического колеса по следующим данным:Zк = 50, m = 2 мм, Zд = 50, V=18м/мин, Sкр = 0,2 мм /дв. ход, Sрад = 0,024 мм/дв.ход, в = 20 мм, Д= 3 мм, Н = 76,8 мм.

Решение: 1. Определяем число двойных ходов долбяка

L = в + 2Д=20+2?3=26 мм

По паспорту пд = 359 дв. ход/мин

2. Настраиваем цепь радиальных подач

Условие сцепляемости выполняется

3. Настраиваем цепь круговых подач

4. Настраиваем цепь движения деления и обкатки

Условие сцепляемостн выполняется.

5. Определяем глубину резания

t = h = 2,25 m = 2,25•2 = 4,5 мм

Настойка станка для нарезания косозубого колеса аналогична, только вместо прямозубого долбяка необходимо установить косозубый с углом наклона противоположным углу наклона противоположным углу наклона зубьев нарезаемого колеса и на шпинделе необходимо установить направляющие, обеспечивающие движение образования винтовой линии.

Зубофрезерный станок модели 5Д32

Предназначен для нарезания цилиндрических зубчатых колес с прямыми и косыми зубьями и для нарезания червячных колес как методом радиальной так и методом тангенциальной подачи. При наличии специальных приспособлений возможно нарезание шестерен внутреннего зацепления. Наибольший диаметр D = 80 мм.

Пределы модулей зубьев нарезаемых колес по стали 2...6 мм, по чугуну 2...8 мм.

Движение резания - вращение шпинделя фрезерного суппорта с червячной фрезой.

Движение подач - вертикальное перемещение фрезерного суппорта, радиальное перемещение подвижной стойки и тангенциальное перемещение протяжного суппорта.

Движение деления и обкатки - непрерывное вращение стола с заготовкой.

Вспомогательные движения - быстрые механические и ручные установочные перемещения фрезерного суппорта и подвижной стойки.

Принцип работы.

Станок работает по методу обкатки. При нарезании колес с прямыми зубьями ось шпинделя фрезерного суппорта устанавливается под углом к горизонтальной плоскости, равным углу подъема винтовой линии червячной фрезы. Для нарезания колес с косыми зубьями ось шпинделя фрезерной бабки устанавливается под углом равным сумме или разности углов наклона зубьев колеса и подъема винтовой линии фрезы в зависимости от сочетания винтовых линий зубьев и витков фрезы.

Для обеспечения возможности фрезерования колес попутным методом на станке предусмотрено нагрузочное гидравлическое устройство.

При нарезании червячных колес методом радиальной подачи используются цилиндрические червячные фрезы. Движение подачи сообщают подвижной стойке в радиальном направлении до тех пор, пока расстояние между осями фрезы и заготовкой не станет равным межцентровому расстоянию передачи.

В случае нарезания червячных колес методом тангенциальной подачи применяются червячные фрезы с конической заборной частью, которые при настройке станка устанавливают сразу на заданное межцентровое расстояние, подачу при этом сообщают протяжному суппорту с червячной фрезой вдоль ее оси. Этот метод нарезания является более точным.

УКБ главного движения

n_дв, мин^-1 > n_фр, мин^-1

где V - скорость резания,

d_фр - диаметр фрезы

УКБ вертикальной подачи.

1 об. стола > Sверт, мм/об

УК Б радиальной подачи.

1 об. стола > Sрад, мм/об

УКБ тангенциальной подачи

1 об. стола > Sрад, мм/об

УКБ движения деления и обкатки.

n_фр. об. > n_заг. об.

где К - число заходов фрезы.

УКБ дополнительного движения образования винтовой канавки при нарезании косозубых колес.

где б - угол наклона зубьев колеса,

К - число заходов фрезы,

m - модуль

Пример. Настроить станок модели 5Д32 для нарезания цилиндрических колес (прямозубых) по следующим данным: Zк = 36, m = 3,5 мм, d_фр = 75 мм, К = 2, V = 25 м/мин, Sв = 1,5 мм/об, в = 6⁰7^/

1. Настраиваем цепь главного движения

2. Настраиваем цепь вертикальных подач



Условие выполняется.

3. Настраиваем цепь движения деления и обкатки

4. Поворачиваем фрезерный суппорт на угол

в = г = 607/

5. Определяем глубину резания

t = h = 2,25m = 2,25 • 3,5 = 7,875 мм

Пример. Настроить станок 5Д32 для нарезания цилиндрических косозубых колес по следующим данным: Zк = 42, m = 3,5 мм, Дфр = 80мм, К = 2, V = 20 м/мин, Sв = 0,9 мм/об, в = 4⁰7^/ (левый), г = 22° (левый).

1. Настраиваем цепь главного движения

2.

2. Настраиваем цепь вертикальных подач



Условие выполняется.

3. Настраиваем цепь движения деления и обкатки

4. Поворачиваем фрезерный суппорт на угол

5. Определяем глубину резания

t = h = 2,25m = 2,25 • 3,5 = 7,875 мм

дня нарезания винтовой канавки из формулы

Назначение, классификация и принцип работы зубоотделочных станков

Зубоотделочные станки служат для получения точной формы и размеров зубьев и улучшения качества их поверхности.

Отделка зубьев производится методами обкатывания, шевенгования, притирки, шлифования и хонингования. Обкатывание и шевенгование применяют для отделки незакаленных колес, а шлифование, притирку и хонингование - для закаленных колес.

Классификация станков

1 Зубопритирочные

2 Зубошлифовальные

3 Зубошевинговальные

4 Обкатные

5 Зубохонинговальные.

Обкатные станки предназначены для получения гладкой и уплотненной поверхности зубьев методом наклепа. Обкатываемое колесо вводят в зацепление с тремя эталонными колесами. Прижим колеса к эталонным колесам осуществляется гидравлически.

Зубопритирочные станки. Притираемое колесо насаживают на оправку, свободно вращающуюся в центрах, и вводят в зацепление с одним или несколькими чугунными притирами.

Притир - это изготовленное с высокой точностью зубчатое колесо, зубья которого смазываются смесью масла с мелкозернистым абразивным порошком. Притирка повышает степень точности и качество поверхности зубчатых колес.

Зубошевинговальные станки применяются для отделки поверхностей термически необработанных и улучшенных колес. При обработке прямозубых колес применяют косозубый шевер и наоборот.

Зубошлифовальные станки обеспечивают получение зубчатых колес высокой степени точности и высокого качества поверхности. Шлифование зубьев может производиться методами копирование и обкатывания.

Зубохонинговальные станки применяют для обработки зубчатых колес после шевингования и термической обработки. Инструмент - зубчатый хон представляет собой зубчатое колесо, изготовленное из пластмассы с абразивной смесью. Эти станки аналогичны шевинговальным станкам.

Назначение, классификация и конструктивные особенности зубообрабатывающих станков с ЧПУ

Назначение и классификация аналогична станкам с ручным управлением. Они оснащаются универсальными системами ЧПУ. В мелкосерийном и серийном производстве станки имеют высокую степень автоматизации, т.е. достаточно ввести необходимые параметры и нужное количество движений будет обеспечено автоматически. В крупносерийном производстве степень автоматизации ниже, т.е. отдельные элементы необходимо устанавливать вручную. Станки обладают повышенной жесткостью.

Зубофрезерный станок модели 53А20Ф4

Полуавтомат предназначен длят нарезания зубьев прямозубых и косозубых цилиндрических колес, червячных колес, колес с конусным и бочкообразным зубом.

Оснащен универсальной системой ЧПУ, программа задается при помощи переключателей, все движения обеспечиваются при помощи отдельных двигателей постоянного тока с регулируемой частотой вращения. Точность перемещения обеспечивается ДОС.

Двигатель М1 обеспечивает главное движение, движение деления и обкатки и поворот фрезерного суппорта на требуемый угол. Двигатель М2 обеспечивает дополнительное движение при нарезании косозубых колес. Двигатель МЗ обеспечивает радиальную подачу (X). Двигатель М4 - вертикальную подачу (Y), М5 - тангенциальную подачу (Z).

Основные узлы и движения аналогичны станку модели 5 Д32.

Агрегатные станки

Агрегатными называют многоинструментальные станки, собранные из нормализованных и частично специальных агрегатов. Они широко применяются в крупносерийном и массовом производстве для обработки, в основном, корпусных деталей. Они дают большой экономический эффект. На этих станках можно выполнять: сверление, зенкерование, растачивание, фрезерование, нарезание внутренних и наружных резьб, накатывание резьб, некоторые виды токарной обработки.

Преимущества:

1 Высокая производительность.

2 Простота изготовления благодаря унификации.

3 Сокращение сроков проектирования.

4 Возможность многократного использования.

5 Возможность обслуживания станков оператором низкой квалификации.

Силовые механизмы агрегатных станков по конструктивному выполнению разделяют на силовые головки и силовые столы.

Силовые головки работают обычно в автоматических циклах:

1 Быстрый подвод, рабочая подача (одна или две), выдержка на жестком упоре (при необходимости), быстрый отвод, стоп.

2. Быстрый подвод, рабочая подача, быстрый подвод, рабочая подача, быстрый отвод, стоп. Такой цикл применяют, например, при последовательной обработке нескольких соосных отверстий одинакового диаметра.

Головки различают по технологическому назначению (сверлильные, фрезерные, расточные): по мощности, которая колеблется в пределах 0,1...30 кВт. По типу привода главного движения их подразделяют на головки с электрическим, пневматическим и гидравлическим приводом. В зависимости от расположения привода подач головки делятся на самодействующие и не самодействующие.

В самодействующих головках все элементы привода подачи расположены в корпусе головки, не самодействующие головки имеют вынесенный привод подачи.

По типу привода подач различают головки механические, гидравлические, пневматические, пневмогидравлические.

Силовые столы предназначены для установки на них инструментальных бабок (фрезерных, сверлильных и других) с самостоятельным приводом вращения для выполнения рабочего цикла: быстрого подвода, рабочей подачи, быстрого отвода.

Привод подач может быть гидравлическим и электромеханическим. Столы выпускают шести типоразмеров, нормальной и повышенной точности с максимальной тяговой силой подачи 1...100 кН и мощностью 1...30 кВт.

Агрегатные станки с программным управлением

Это многоцелевые станки, которые оснащены или РГ или магазинами инструментов, а заготовка, устанавливаемая на координатно-силовом столе, может обрабатываться со всех сторон за один установ. Эти станки могут иметь от одной до трех силовых головок, которые перемещаются от устройства ЧПУ по трем либо двум координатам. Их выпускают с горизонтальной и вертикальной осью шпинделя, с поворотным, наклонно-поворотным или продольным столом.

К унифицированным агрегатам агрегатных станков с ЧПУ относятся стойки со шпиндельными бабками, столы, механизмы автоматической смены, гидрооборудование и т.д.

Стойки со шпиндельными бабками бывают двух типов: с горизонтальным и вертикальным расположением оси шпинделя. Бабки перемещаются по направляющим качения: привод главного движения и вертикальной подачи осуществляется от двигателей постоянного тока. Инструментальные оправки в шпинделе крепятся автоматически. Столы изготавливают двухкоординатные крестовые и однокоординатные, двухкоординатные крестово-поворотные и наклонно-поворотные, поворотные с горизонтальной и вертикальной осью вращения планшайбы. Приводы подач столов осуществляются от двигателей постоянного тока

Станки оснащают позиционными или комбинированными УЧПУ, которые управляют станком в автоматическом цикле в целом и в частности механизмом смены инструмента, координатными перемещениями рабочих органов, выбором режимов резания.

На некоторых станках вместо магазина инструментов применяют магазин шпиндельных коробок. Такие магазины выполняют барабанными или в виде цепного конвейера: емкость от 6 до 50 шпиндельных коробок с разными числами шпинделей.

Многоцелевые станки (станки типа обрабатывающий центр)

Предназначены для комплексной обработки заготовки на одной рабочей позиции последовательно с разных сторон. Смена инструментов производится автоматически. Станки оснащаются комбинированными СЧПУ. Отличаются от ранее рассмотренных станков наличием инструментального магазина, который может быть расположен на станке или рядом. Широко применяются дисковые, барабанные и цепные магазины. Инструмент располагают в гнездах магазина предварительно настроенных на размер. По результатам размерной настройки вводится коррекция (на длину вылета и радиус инструмента). Настройка инструмента производится при помощи оптических устройств. Смена инструментов производится при помощи одно- и двухзахватных автооператоров. Двухзахватные значительно быстрее, сокращают время смены инструментов. Поиск инструментов в магазине ведется различными способами:

1. Инструмент раскладывают в гнездах магазина в порядке техпроцесса. В этом

случае кодируют угол поворота магазина.

2. Кодируют инструмент при помощи кодовых колец. Кольца имеют в различных

сочетаниях выступы и впадины. Их устанавливают в хвостовую часть инструмента.

3. Кодирование гнезда под инструмент при помощи кодового ключа с выступами и

впадинами.

По компоновке станки похожи на горизонтально-расточные и бесконсольно-фрезерные.

Применение таких станков уменьшает количество оборудования и обслуживающего персонала.

Многоцелевой станок модели 2206ВМФ4

Применяется для комплексной обработки корпусных деталей размером на 600 х 500 х 500 мм. Стол № 06. Класс точности В, оснащен комбинированной СЧПУ, программоноситель - перфолента.

Основные узлы: станина, стойка, шпиндельная бабка с горизонтальным шпинделем, поперечные салазки, продольные салазки, поворотный стол, дисковый магазин на 30 инструментов, двухзахватный автооператор, перегружатель инструментов.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.

Поперечная подача (Z^/) - перемещение поперечных салазок по направляющим станины

Продольная подача (Х^/) - перемещение продольных салазок по направляющим поперечных

Веритикальная подача (Y) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим стойки

Круговая подача (В^/) - вращение стола.

Вспомогательные движения - ускоренные перемещения рабочих органов.

Важные вспомогательные движения - ориентация шпинделя (S0), поворот магазина, движения автооператора и перегружателя.

Основные движения обеспечиваются при помощи двигателя постоянного тока с регулируемой частотой вращения через ряд передач, точность перемещений обеспечивается ДОС.

Порядок смены инструмента

Во время работы одного из инструментов магазин поворачивается и перегружатель переносит следующий инструмент в левый захват автооператора. Магазин поворачивается в позицию «смена», останавливает гнездо, в котором находился предыдущий инструмент. После отработки программы шпиндель с инструментом ориентируется, шпиндельная бабка ускоренно перемещается вверх до захвата правой стороны автооператора оправки с отработанным инструментом. Автооператор перемещается в осевом направлении до вывода оправки инструмента из шпинделя, поворот на 180⁰ и перемещается в осевом направлении до ввода новой оправки в шпиндель, где она фиксируется. Шпиндельная бабка перемещается вниз в рабочую зону. Перегружатель перемещает оправку в гнездо магазина и т.д.

Многоцелевой станок модели 6305Ф4

Применяется для комплексной обработки корпусных деталей. Оснащен комбинированной СЧПУ. Стол № 5.

Основные узлы: станина, стойка, салазки, ползун с горизонтальным шпинделем, прямоугольный стол, на котором можно устанавливать круглый поворотный стол, дисковый магазин.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом.

Вертикальная подача (Y) - перемещение салазок по направляющим стойки.

Продольная подача (Z^/) - перемещение ползуна по направляющим салазок.

Поперечная подача (Х^/) - перемещение прямоугольного стола по направляющим станины.

Круговая подача (В^/) - вращение поворотного стола вокруг вертикальной оси.

Вспомогательные движения - ускоренные перемещения рабочих органов автоматически и вручную, ориентация шпинделя, вращение и перемещение магазина.

Главное движение обеспечивается двигателем постоянного тока, а движение подач шаговым двигателем через беззазорные передачи.

Магазин перемещается при помощи силового цилиндра Ц1, поворот магазина обеспечивается асинхронным двигателем через ряд зубчатых передач по кратчайшему расстоянию.

Порядок смены инструмента

После обработки одним инструментом шпиндель ориентируется, магазин перемещается вниз в положение смены инструмента, салазки ускоренно перемещаются вверх, а ползун вправо, так чтобы оправка с отработанным инструментом остановилась напротив пустого гнезда магазина. В гнезде магазина оправка захватывается, ползун перемещается до вывода оправки из шпинделя, магазин поворачивается и напротив шпинделя устанавливается новый инструмент, ползун перемещается влево до захвата нового инструмента. После чего магазин перемещается вверх, а салазки вниз в рабочую зону.

Токарный многоцелевой станок модели ТМЦ 200

Применяется для обработки тел вращения Dmax = 200 мм. Кроме непосредственно токарных операций можно обрабатывать соосные и несоосные отверстия, отверстия перпендикулярные оси вращения, фрезеровать пазы, лыски. Оснащен позиционно-прямоугольной СЧПУОсновные узлы: с крутонаклонной компоновкой, передняя и задняя бабки, суппорт, салазки, каретка с инструментом, цепной магазин на 16 инструментальных блоков, двухзахватный автооператор, инструмент.

Главное движение - вращение шпинделя с заготовкой или вращение инструмента с горизонтальной или вертикальной осью.

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

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

Вспомогательное движение - точный поворот шпинделя (С), ускоренное перемещение суппорта и салазок, фиксация инструментального блока, вращение магазина, движение автооператора

Главное движение обеспечивается двигателем постоянного тока М1 через ременные и зубчатые передачи при чистовой обработке и через прямозубые колеса при черновой обработке.

Инструмент получает движение от асинхронного двигателя М4 через две зубчатые передачи.

Продольная и поперечная подачи обеспечиваются двигателями постоянного тока М2 и МЗ. Точность перемещения обеспечивается ДОС.

Цепной магазин вращается от асинхронного двигателя М5 через червячную передачу.

Порядок смены инструмента

Когда один из инструментов находится в работе, магазин поворачивается и в зоне смены инструмента останавливается инструментальный блок с инструментом для следующего технологического перехода. Правый захват автооператора перемещается вниз, захватывает инструментальный блок и перемещается вверх. После обработки предыдущим инструментом суппорт и салазки ускоренно перемещаются в положение смены. Левый захват автооператора перемещается вниз, захватывает блок с отработанным инструментом и перемещается вверх. Автооператор поворачивается на 180° захват идет вниз, блок фиксируется в инструментальной каретке, захват перемещается вверх. Перемещение автооператора и его захвата и фиксация инструментального блока обеспечиваются силовыми цилиндрами.

Многоцелевой станок модели ИР500ПМФ4

Предназначен для обработки корпусных деталей, на нем можно производить сверление, зенкерование, растачивание точных отверстий, фрезерование по контуру, нарезание резьбы метчиками.

Основные механизмы: По направляющим станины 9 перемещается в продольном направлении стойка 4 (Z). Шпиндельная бабка 3 бесконсольная, расположена внутри стойки, и имеет вертикальную подачу по оси Y. Поворотный стол 1 получает поперечную подачу по оси X^/. На верхнем торце стойки расположен магазин 6, из которого инструмент передается в шпиндель автооператором 5. 2 - спутник, 7 - двухпозиционный поворотный стол, 8 - стол спутник.

Главное движение - вращение шпинделя с инструментом. Двигатель постоянного тока М1. Блок Б1 переключается гидравлически.

Вертикальная подача (Y) - перемещение шпиндельной бабки по направляющим стойки. Двигатель М3.

Продольная подача (Z) - перемещение стойки по направляющим станины. Двигатель М2.

Поперечная подача (X^/) - перемещение поворотного стола. Двигатель М4.

Поворот стола производится от двигателя М5.

Магазин смены инструмента состоит из магазина, емкостью 30 инструментов и автооператора.

Цикл смены инструмента происходит в следующем порядке:

1. Магазин поворачивается для поиска инструмента

2. Автооператор делает ход вверх, захватывает инструмент за оправку и, выдвигаясь вдоль оси, выталкивает оправку из гнезда, затем перемещается вниз и назад вдоль оси.

3. Шпиндельная бабка движется вверх в позицию смены инструмента; автооператор в конце хода захватывает отработавший инструмент.

4. Происходит смена инструмента, для этого автооператор совершает ход вперед, поворот на 180°, ход назад.

5. Шпиндельная бабка опускается в рабочую позицию, а автооператор переносит отработавший инструмент в свое гнездо магазина.

6. Автооператор опускается, чтобы не мешать повороту магазина при поиске следующего инструмента.

Магазин получает вращение от высокомоментного двигателя М6 с возбуждением от постоянных магнитов. Номера гнезд магазина закодированы: в корпусе магазина установлены упоры воздействующие на конечные выключатели, осуществляющие отсчет поворота при поиске необходимого гнезда,

Двухзахватный автооператор имеет механизмы поворота, вертикального перемещения и выдвижения, работающие от гидросистемы станка. Контроль крайних положений сборочных единиц и управление циклом смены инструментов осуществляется бесконтактными конечными выключателями.

Гидросистема станка обеспечивает переключение блоков в шпиндельной бабке. Отжим инструмента в шпинделе, ориентацию шпинделя, фиксацию магазина, работу механизмов автооператора, отжим зажим поворотного стола, столов-спутников, автоматическую смену столов-спутников.

Станки для электрофизических и электрохимических методов обработки

Используются для обработки заготовок из труднообрабатываемых материалов: твердых сплавов, высоколегированных сталей, германия, кремния и т.д. На них изготовляют пресс-формы, штампы, а также детали, имеющие щели, отверстия, которые довольно трудно или вообще невозможно обрабатывать механическим путем.

В рассматриваемую группу входят электроэрозионные и электрохимические станки, станки для ультразвуковой обработки, лазерные установки. Их развитие идет в направлении повышения размерной точности и производительности обработки, а также повышения технического уровня станков путем создания новых источников технологического тока, использования новых рабочих жидкостей и устройств для их очистки.

Электроэрозионные станки.

Их работа основана на разрушении материала обрабатываемой заготовки под воздействием электрических разрядов. К этой группе относятся станки для электроискровой, электроимпульсной, анодно-механической и электроконтактной обработки.

Электроискровые станки применяют для выполнения узких щелей, небольших отверстий и т.д. Заготовка - анод, инструмент - катод.

Станки для электроимпульсной обработки служат для обработки крупных заготовок типа пресс-форм, штампов. Инструмент - анод, заготовка - катод. Обработка ведется в жидкой среде. Инструмент - электрод изготавливают из меди, алюминия и его сплавов, графита.

Станки для анодно-механической обработки применяются для безабразивной заточки твердосплавных инструментов, шлифования, хонингования, разрезки заготовок из труднообрабатываемых материалов. В качестве инструмента применяют заточные диски, токопроводящие круги, бруски и притиры.

Станки для электроконтактной обработки служат для снятия больших припусков на заготовках, для обдирки слитков и т.д. Обработка ведется вращающимся диском в воздушной среде; между инструментом и заготовкой возникает дуга переменного тока большой силы. Размягченный от нагрева металл удаляется инструментом.

Ультразвуковые станки применяются для обработки заготовок из хрупких и твердых материалов, не проводящих ток: кремния, твердых сплавов, рубинов, алмазов и т.д. Материал инструмента должен быть мягче материала обрабатываемой заготовки.