Агрегатные станки с чпу это

ГЛАВА 23. АГРЕГАТНЫЕ СТАНКИ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

§ 1. НАЗНАЧЕНИЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ.

Агрегатные станки с ЧПУ предназначены для выполнения сверления, зенкерования, растачивания, развертывания, резьбонарезания, прямолинейного и контурного фрезерования в заготовках типа корпусов, арматуры, плит, панелей, строительных балок и т. д. Как правило, это многоцелевые станки: они оснащены или револьверными головками 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.

Агрегатный станок с поворотным столом и тремя силовыми головками (шпиндельными бабками 3), которые перемещаются в вертикальном направлении (координаты Y, V, Q) представлен на рис. 163. Стойки 2 со шпиндельными бабками 3 устанавливают либо на крестовом столе 4, как на агрегате I (координаты X и Z), либо на крестово-поворотном столе I, как стойки агрегатов II и III (координаты R, D и W, Е). Соответственно шпиндельная бабка агрегата I перемещается по координатам X, Y, Z, а шпиндельные бабки агрегатов II и III имеют перемещение соответственно по координатам Q, R и V, W и поворот (координаты D и Е).

Рис. 163. Агрегатный станок с ЧПУ

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

Читайте также:  Станок для строгания досок промышленный

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, как правило, от двигателей постоянного тока. Инструментальные оправки в шпинделе крепятся автоматически. Столы изготовляют двухкоординатные крестовые и однокоординатные, двухкоординатные крестово-поворотные и наклонно-поворотные, поворотные с горизонтальной и вертикальной осью вращения планшайбы. Приводы подач столов осуществляются чаще всего от двигателей постоянного тока.

Агрегатные станки оснащаются позиционными или комбинированными устройствами ЧПУ, которые обеспечивают управление работой станка в автоматическом режиме в целом и в частности механизмом смены инструмента, координатными перемещениями подвижных органов станка, выбором режимов резания и т. д.

На некоторых агрегатных станках вместо магазина инструментов применяют магазин шпиндельных коробок. Такие магазины выполняют барабанными или в виде цепного конвейера; в них может разместиться 6-50 шпиндельных коробок с разным числом шпинделей.

Агрегатные переналаживаемые станки с ЧПУ являются эффективным средством автоматизации многономенклатурного производства. Переналадка станка на обработку различных заготовок заключается в замене управляющей программы, а иногда еще приспособления для установа заготовки и инструментальных наладок в магазине.

Источник

Агрегатные станки

Одним из методов усовершенствования технологических процессов на машиностроительных заводах является применение высокопроизводительного станочного оборудования. Высокопроизводительными станками комплектуются целые автоматические линии. Создание таких линий становится приоритетом в развитии обрабатывающей промышленности. Среди крупных предприятий начали зарождаться тенденции развития многооперационных и агрегатных станков. Для внедрения новых технологий многие конструкторские учреждения усиленно работают над созданием новых моделей агрегатных станков. Особое широкое применение получили агрегатные станки с ЧПУ (числовым программным управлением).

Назначение

Агрегатный станок – это специальные полуавтоматические или автоматические станки, конструкция которых состоит из унифицированных узлов и механизмов не связанных между собой единой кинематической схемой. Область применения данного оборудования охватывает группу предприятий с крупносерийным и массовым производством. Их основное назначение – это обработка деталей, имеющих объемные (коробчатые) формы. Технические характеристики агрегатных станков позволяют применять их для сверления, нарезания резьбы, фрезерования и много других работ, связанных с токарной обработкой заготовок.
Станки такой модели, еще применяются в тех случаях, когда деталь, которая обрабатывается, закрепляется в неподвижном состоянии, а в движении находится режущий инструмент. Это дает возможность, на одной детали выполнять одновременно несколько операций с разных сторон детали.

Классификация

В зависимости от геометрических размеров заготовок, которые могут обрабатываться, агрегатные станки классифицируются на три группы. Каждая группа отличается габаритными размерами станка, его весом и конструкцией унифицированных узлов.

  1. Группа малогабаритных агрегатных станков. Это группа станков с небольшими размерами пинольных головок. Мощность пинольных головок колеблется от 0,18 до 0,75 кВт.
  2. Группа средних станков. У этой группы станков силовые головки имеют плоскокулачковый привод. Мощность подачи колеблется от 1,1 до 3 кВт.
  3. Группа больших размеров. Такие станки в своей конструкции имеют гидравлические или электромеханические столы. Такие столы предназначены для установки на них шпиндельных узлов.

Агрегатные станки классифицируются также по конструктивным особенностям:

  1. По количеству рабочих позиций классификация осуществляется по следующим признакам:
    • однопозиционные. Конструкция такого агрегатного станка обеспечивает многостороннюю обработку деталей. Обрабатываемая деталь, на этих станках фиксируется в закрепленном неподвижном положении. Силовая головка агрегатного станка может обрабатывать заготовку с одной, двух или трех сторон;
    • многопозиционные. На таком оборудовании заготовки могут обрабатываться в последовательном режиме. На каждом режиме обработка может вестись в трехстороннем режиме.
  2. По расположению инструмента. Силовая головка может обеспечить расположения инструмента по отношению к обрабатываемой детали в вертикальном, горизонтальном или наклонном положении.
  3. По способу крепления и передвижению заготовки классификация разделяет станки на следующие виды:
    • станки, у которых столы неподвижные;
    • станки с поворотным столом. Такая модель позволяет передвигаться столу вокруг двух осей (вокруг осей в вертикальной и горизонтальной плоскости);
    • станки с возможностью перемещения в 1, 2, 3-х направлениях.

К отдельной классификационной группе следует отнести агрегатные станки линейного построения. На этих станках можно выполнять сверлильные, фрезерные и другие работы, а также нарезать внутренние резьбы. У таких станков нет закрепленного основания. Конструктивно такие станки состоят из рамы, электродвигателя и держателя рабочего инструмента. Рама оснащена направляющими. Заготовка крепится в специальное приспособление.
Многие промышленники требуют от станочного оборудования высокой степени гибкости при совершенной производительности. Этим требованиям удовлетворяют агрегатные станки с ЧПУ, которые относятся к особой классификационной группе.

Внешний вид агрегатного станка

Типовые компоновки агрегатных станков

Компоновка агрегатных станков выполняется по схемам в зависимости от конфигурации и геометрических размеров заготовок и заданной точности обработки. При обзоре их можно разделить на следующие виды:

  • одношпиндельные и многошпиндельные. Это агрегатные станки, компоновка которых строится в зависимости от конструкции силовых головок;
  • однопозиционные. Это агрегатные станки, основные узлы которых расположены таким образом, что они всегда находятся в центре внимания оператора станка. Заготовки на таких станках закрепляются неподвижно, а отдельные поверхности обрабатываются только одним инструментом;
  • барабанного типа (многопозиционный). Это станки скомпонованные таким образом, что заготовки обрабатываются с нескольких позиций. При такой компоновке можно одну и ту же поверхность, если применить последовательный цикл, обрабатывать двумя и более инструментами. Для таких целей станок снабжается поворотным столом барабанного типа;
  • станки односторонние и многосторонние. Эти станки отличаются друг от друга по конструктивному расположению инструмента относительно заготовки. Они могут быть вертикального, наклонного или горизонтального исполнения.

Если рассматривать способы крепления и перемещения обрабатываемых деталей, то станки можно сгруппировать по следующим принципам:

  • станок с неподвижным столом. Это станок, у которого стол находится в неподвижном положении;
  • станок с поворотным столом. Это агрегатный станок барабанного типа, у которого стол может вращаться относительно как вертикальной, так и горизонтальной оси;
  • станок с перемещающимся столом. Стол у такого станка может свободно перемещаться в нескольких направлениях. Обычно в 1, 2 или 3-х направлениях.

Вариант компоновки агрегатного станка

Унифицированные узлы агрегатных станков

Любой производитель стремится к тому, чтобы уровень унификации основных узлов и механизмов был как можно больше. Именно при таком подходе упрощается компоновка и наладка агрегатного станка. В настоящее время уровень унификации доходит до 90% и более. На заводе-производителе серийное производство начинается после разработки специального проекта каждого узла.
Устройство станка состоит из четырех основных групп унифицированных узлов.

Силовые узлы

К таким узлам принадлежат силовые головки и столы.
Силовые головки. С помощью этого узла осуществляется подача шпинделя с инструментом. Головка также придает вращательное движение шпинделю. Широкое распространение получили многошпиндельные агрегатные станки, производитель которых конструирует их таким образом, чтобы главное движение и движение подач осуществлялось одновременно. Нормы точности определяются силовыми головками.
Силовые головки снабжаются своим собственным электрическим приводом. Электрическая схема в виде главного привода предусматривает электрические двигатели. Электросхема также предусматривает блоки управления, защиты от перегрузок, блоки сигнализации.

Шпиндельные узлы

К шпиндельным узлам относятся силовые бабки и шпиндельные коробки.
Агрегатный станок можно наладить таким образом, что он может быть превращен в обычный металлообрабатывающий станок узкого назначения. Это достигается путем установки соответствующих шпиндельных узлов. Например:

  • если использовать только одну сверлильную бабку, то такой станок превратиться в агрегатно-сверлильный станок. Многошпиндельные агрегатные станки для сверления обычно не применяются на малом и среднем производстве, а вот при массовом производстве, где необходимо выполнять много сверлильных операций на крупных заготовках, они просто незаменимы;
  • при установке фрезерных бабок, такой станок выглядит как агрегатный фрезерный станок.

Базовые узлы

К базовым узлам относятся: станина, колона, упорные угольники.

Транспортные узлы

К этой группе унифицированных узлов относятся делительные столы.

Общий вид агрегатного станка

Техническая документация

Агрегатный станок, паспорт которого включатся в его техническую документацию, поставляется поставщику совместно с чертежами.
Техническая документация тоже поставляется совместно со станком.
Поставщику поставляется агрегатный станок, чертеж которого включает не только общие схемы, но и подробный чертеж каждого унифицированного узла.

Паспорт является основным техническим документом, в котором указываются технические характеристики, правила безопасности, а самое главное в нем содержится инструкция по эксплуатации данного станка.

Паспорт станка кроме чертежей содержит также электрические и кинематические схемы. Паспорт составляется по унифицированным утвержденным формам.
Недостатком агрегатных станков является то, что они могут использоваться только в крупносерийном и массовом производстве.

Источник

АГРЕГАТНЫЕ СТАНКИ С ЧПУ

Агрегатные станки с ЧПУ предназначены для изготовления широ­кого ряда деталей различного служебного назначения. Как правило, это многоцелевые станки. На них выполняют сверление, рассверлива­ние, зенкерование, растачивание, развертывание, резьбонарезание, прямолинейное и контурное фрезерование в заготовках корпусов, плит и других деталей. Станки оснащены или револьверными головками, или магазинами инструментов. Заготовка устанавливается на коорди­натном силовом столе и может обрабатываться со всех свободных сторон за один установ. Агрегатные станки с ЧПУ создаются из комплектов унифицированных узлов: станЪш, стоек, шпиндельных узлов, столов различных типов, механизмов с автоматической смены инструмента и т. д. Станки выпускают с горизонтальной и вертикаль­ной осью шпинделя, с поворотным, наклонно-поворотным или про­дольным столом.

Примеры построения агрегатных станков с ЧПУ представлены на рис. 195: с тремя стойками, горизонтальным расположением шпинделей, вертикальными осями вращения дисковых инструментальных магазинов и поворотного стола (рис. 195, а); с одной стойкой, гори­зонтальным шпинделем, вертикальной осью вращения магазина (рис. 195, б), горизонтальной осью вращения поворотного стола (рис. 195, б, в); с одной стойкой, горизонтальным шпинделем, вертикальной осью вращения магазина, наклонно поворотным столом (рис. 195, г); с двумя стойками, вертикальными шпинделями, горизонтальной осью враще­ния магазина, вертикальной осью вращения стола (рис. 195, д) с двумя стойками, горизонтальными шпинделями, вертикальной осью вращения

Магазинов, однокоординатным столом прямолинейного перемещения (рис. 195, ё).

В станках используются направляющие качения. Приводы главного движения и подач чаще всего осуществляются от двигателей постоян­ного тока. Инструментальные оправки в шпинделе крепятся автома­тически. Агрегатные станки оснащаются позиционными или комбинированными УЧПУ, которые обеспечивают автоматический режим работы станка. На некоторых агрегатных станках вместо инст­рументального магазина применяют магазин шпиндельных коробок. Эти магазины выполняют барабанными или цепными. В них разме­щают от 6 до 50 шпиндельных коробок с различным числом шпинделей.

На рис. 196 показана компоновка агрегатного станка с четырьмя многопозиционными коробками, каждая из которых служит для обра­ботки заготовки определенной корпусной детали. Станок оснащен системой ЧПУ.

Рис. 196. Переналаживаемый агрегатный станок с многошпиндельными коробками: 1 — силовой стол, 2— поворотное устройство, 3— многошпиндельные коробки

Агрегатные переналаживаемые станки с ЧПУ являются эффектив­ным средством автоматизации многономенклатурного производства. 314

Переналадка станка на обработку других заготовок состоит в замене УП, если необходимо, зажимного приспособления и набора режущего инструмента в магазине.

Агрегатный сверлильно-расточной станок МА299Ф2 с ЧПУ (рис. 197). Станок служит для обработки отверстий, оси которых располо­жены в одной плоскости в заготовках деталей гидравлической армату­ры, выполненных из стали, чугуна, цветных сплавов. На станке можно выполнять сверление, рассверливание, растачивание, обтачивание, подрезку торцов, выборку карманов, резьбонарезание. Класс точности станка Н.

Техническая характеристика станка: диаметр стола 400 мм; число инструментов 35; число частот вращения шпинделя 16; пределы частот вращения шпивделя 46—2270 мин»1; число подач 36; пределы подачи координатно-силового стола 18—180 мм/мин; поперечные подачи резца 0,9—50,4 мм/мин; габаритные размеры станка 3500 х 3200 х 2700 мм.

УЧПУ — позиционное типа П321. Программоноситель — восьми — дорожечная перфолента. По командам УЧПУ осуществляется переме­щение координатного стола и резца, поворот делительного стола, изменение режимов резания, смена инструмента. Дискретность подачи стола по оси Z составляет 0,01 мм, подачи резца 0,001 мм.

Основные механизмы и движения в станке. Станок состоит из станины А (рис. 197), на которой смонтированы отдельные самостоя­тельные агрегаты: унифицированные и оригинальные. К первым от­носятся: координатно-силовой стол Б и его привод, инструментальный магазин Е, автооператор Д делительный стол В, автоматическая ко­робка скоростей АКС, механизм подачи резца Ж, ко вторым: станина А, шпиндельная бабка Г, коробка резьбовых подач 3, системы подачи СОЖ и смазывания, гидравлическая система, электрооборудование.

Главное движение имеет шпиндель V с инструментом, движение подачи координатно-силовой стол с закрепленной на нем шпиндель­ной бабкой вдоль оси Z и установленной в сменной план-суппортной головке резец по оси Zb радиальном направлении. Стол с закрепленной на нем заготовкой может занимать относительно оси восемь фиксиро­ванных положений: 5, 15, 30, 40, 45, 60, 90, 120.

Кинематика станка. Главное движение шпиндель V получает от асинхронного двигателя Ml через зубчатую передачу Z= 28—32, шес — тискоростную АКС, передачу Z= 60—60, вал ///, коробки резьбовых подач, шлицевой вал IV и пару зубчатых колес Z= 45—45, частота вращения шпинделя

Пшл = (935/1430) X (28/32) х /к(60/60) х (45/45),

Где /к — передаточное отношение, получаемое в АКС.

Привод подачи шпиндельной бабки. Шпиндельная бабка смонтиро­вана на координатно-силовом столе, который получает движение от

Рис. 197. Кинематическая схема агрегатного станка МА299Ф2 с ЧПУ

Пары винт-гайка качения VII. В зависимости от вида выполняемой работы стол перемещается от различных приводов.

Ускоренный отвод и подвод и рабочая подача осуществляются от шагового электродвигателя М2 (типа ІІІД5—Д1) с гидроусилителем моментов при включенной муфте Мх через беззазорную передачу Z= 17—73. Максимальная величина перемещения (1/240) х (17/73) х хЮ = 0,01 мм.

При выполнении резьбонарезания подача осуществляется от при­вода главного движения. Движение от шпинделя Кчерез зубчатые пары (45/45), (50/50), через включенную однозубую муфту М2 на вал VIII, передачу (28/56), блок реверса Б1, который переключается вручную и обеспечивает изменение направления нарезания, резьбы и затем на переднюю и заднюю гитары. Включение в работу той или иной гитары выполняют вручную посредством кулачковых муфт М3 и М4. Это дает возможность заранее наладить станок на нарезание резьб с разными шагами. При включенной муфте Мг винт VII получает вращение от вала XII через передачи (71/50), (48/48). При включенной муфте МА движение передается с вала XIVнъ винт VII передачи (71/50), (48/48). Уравнение кинематического баланса цепи нарезания резьбы: Рнр = = 1 об. шп. х (45/45) х (50/50) х (28/56) х (30/60) х (ах/Ъх) х (cx/dx) х х(71/50) х (48/48) х 10 мм.

Однозубая муфта М2 переключается автоматически от гидроцилин­дра III. Для наладки рабочего хода резьбонарезания используют упоры.

Привод подачи резца в радиальном направлении осуществляет механизм подачи резца посредством толкателя 7, проходящего через отверстие в шпинделе, контактирующего со сменными план-суппор­тами. Механизм работает от шагового двигателя МЗ (типа ШД5-Д1), который вращает червяк Z= 1, находящийся в зацеплении с червячным колесом Z= 25. Внутри последнего расположена шариковая гайка, при вращении которой винт XV, зафиксированный от вращения, выдвига­ется и нажимает на толкатель шпинделя. Толкатель через ряд передач обеспечивает перемещение резца. Минимальное перемещение резца (1/240) х (1/25) х 6 = 0,001 мм. План-суппорты используют для обра­ботки торцовых поверхностей, внешних и внутренних канавок.

Шпиндельная бабка несет шпиндель V, который не имеет осевого перемещения. В отверстии шпинделя расположена трубчатая тяга 6, на конце которой смонтирована кулачковая муфта для захвата инст­румента. Последний захватывается пакетом тарельчатых пружин 4, установленных между тягой и торцом шпинделя. Для разжима инст­румента тяга 6 через рычаг 5 подается вперед гидроцилиндром Ц2.

На валу IV закреплен копир 2 индексации шпинделя. Ролик 3 механизма индексации перемещается вдоль копира гидроцилиндром ЦЗ. Положение его штока контролируется тремя путевыми выключа­телями. Ролик обеспечивает три положения инструмента в шпинделе: зажатое, разжатое и захваченное автооператором.

Механизм касания обеспечивает переход шпиндельной бабки с ускоренной на рабочую подачу при контакте подпружиненного инст­румента с обрабатываемой заготовкой. Для этого инструмент в захва­ченном, но не зажатом положении, несколько выдвинут и имеет возможность осевого перемещения относительно шпинделя V. Пере­мещение контролируется датчиком, установленным на толкателе 7. Станок может работать без контроля касания, однако, при этом усложняется подготовка УП обработки.

Делительный стол фиксируется плоским зубчатым колесом Z= 72. При расфиксации стол приподнимается гидравлической диафрагмой, при этом зубья фиксирующих колес выходят из зацепления, а зубья муфты поворота М5 входят в зацепление. В свободном положении стол поворачивается на заданный угол гидроцилиндром через рейку и реечное колесо Z= 90. В конце поворота стол тормозится дросселем. Шток цилиндра возвращается в исходное положение после фиксации стола. Обратный ход штока ограничен упорами, установленными на поворотном барабане.

Устройство автоматической смены инструмента состоит из магази­на, автооператора и клещей.

Магазин — планетарный. Он содержит диск с четырьмя инструмен­тальными барабанами и четырьмя гнездами для крупных инструментов. Инструменты располагают в магазине в промежуточных втулках-спут­никах, которые предохраняют посадочные места инструментальных оправок от загрязнения. Диск магазина вращается от асинхронного электродвигателя (вал XVI) через зубчатую пару (36/50) и червячный редуктор (1/80). На валу XVII смонтировано храповое колесо Z= 8, которое фиксирует диск в одном из восьми положений. С осью диска цепью связан контактный датчик. При поиске заданной позиции диск вращается по часовой стрелке до получения от датчика команды о прохождении нужной позиции. От этой команды двигатель реверси­руется и на ползучей скорости доводит диск до упора храповика в зуб храпового колеса. Червяк Z= 1 выполнен подвижным и подпружинен­ным. При остановке диска червяк сжимает пружину и перемещается вдоль оси, замыкая путевой выключатель электродвигателя.

Барабаны смонтированы на диске на подшипниках качения. Валы барабанов имеют с нижней стороны рычаги с роликами, находящимися под диском. Ролики входят в паз кругового копира и фиксируют барабаны от вращения. В рабочей позиции копир прерывается и его паз переходит в паз, выполненный на храповом колесе Z= 8, распо­ложенном на валу XXI. Барабан, находящийся в рабочей позиции, таким образом соединяется с приводом, который осуществляется от асинхронного электродвигателя через зубчатую пару (36/50) и червяч­ную передачу (1/35).

Клещи 1 имеют два положения: у магазина и у автооператора. Захват втулки-спутника и поворот клещей выполняются от гидроцилиндра

Ц5 через реечную передачу. Втулка — спутник удерживается в клещах пружиной. Захват втулки-спутника связан с осью XXIII поворота клещей зубчатой передачей (34/17). При ходе клещей к магазину цилиндр Ц5 имеет дополнительный ход, используемый для разжима клещей.

Автооператор предназначен для передачи инструмента при его автоматической смене из клещей 7 в шпиндель и обратно. Автооператор выполнен в виде планки с двумя захватными устройствами. Поворот автооператора осуществляется гидродвигателем М4 (типа ГД-1) через передачи (20/60), (20/40), (20/70), а его осевое перемещение гидроци­линдром Ц4. Угловое положение автооператора контролируется тремя путевыми выключателями.

Цикл смены инструмента. 1. В исходном положении автооператор расположен горизонтально, клещи находятся у магазина, а шпиндель­ная бабка выполняет обработку. 2. С начала рабочей подачи УЧПУ дает команду на поиск нового инструмента. Диск магазина вращается; пришедший на рабочую позицию барабан поворачивается и вносит в клещи требуемый инструмент. Клещи затем занимают горизонтальное положение. 3. УЧПУ дает команду на отвод шпиндельной бабки, смену инструмента и поиск пустого гнезда, соответствующего инструменту в шпинделе. 4. Шпиндельная бабка перемещается в крайнее заднее положение, инструмент предварительно разжимается. 5 Автооператор поворачивается на 45 полностью освобождая инструмент, а затем поворачивается на 90°, захватывая инструмент, находящийся в клещах и шпинделе. 6. Автооператор выдвигается в переднее положение, поворачивается на 180°, меняя инструменты местами, затем двигается, внося инструменты, один — в корпус шпинделя, другой — в клещи. 7. Шпиндель поворачивается на 45° в промежуточное положение. 8. Автооператор поворачивается на 90° в исходное положение, а клещи ставят отработавший инструмент на место. 9. Шпиндельная бабка начинает быстрый подвод до касания инструмента с заготовкой. Про­исходит торможение стола, зажим инструмента, разиндексация шпин­деля, включается вращение шпинделя и подача.

Источник

Оцените статью