Многоцелевые станки с ЧПУ

Многоцелевые станки (МЦ) представляют собой комплексные технологические системы по обработке конструктивно сложных деталей, управляемые УЧПУ. МЦ могут быть токарной или фрезерно-сверлильно-расточной группы.

По компоновке станки фрезерно-сверлильно-расточной группы различают с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделя. Станки с горизонтальным расположением шпинделя и поворотным столом применяют для обработки корпусных деталей коробчатой формы (таких деталей 60–70 %) и могут иметь подвижную стойку.

Вертикальная компоновка станков применяется для обработки плоских деталей. Такие станки имеют, как правило, крестовый стол. Появляются станки с вертикальным расположением поверхности стола, что улучшает условие отвода стружки и СОЖ.

Требования к шпиндельным узлам, устройствам зажима инструмента, направляющим рабочих органов, главному приводу аналогичны станкам с ЧПУ.

Конструкцию узла автоматической смены инструмента можно свести к магазинам двух типов: барабанному и цепному, которые размещают как отдельно стоящий узел рядом со станком, либо на колонне (сверху или сбоку), или на шпиндельной головке. Каждая из компоновок имеет преимущества и недостатки. Отдельно стоящий узел можно использовать в различных станках и для нескольких одновременно, он удобен в сборке и монтаже, не влияет на точность станка (тепловые деформации), но увеличивает площадь станка. Магазин, расположенный сбоку или сверху, сокращает время смены инструмента, делает механизм смены более компактным, но усложняет конструкцию из-за необходимости поворота инструмента для установки в шпиндель, затрудняет загрузку магазина. При расположении магазина на шпиндельной головке увеличивается ее масса, что требует наличия противовесов и повышенной жесткости направляющих.

Необходима защита инструмента от пыли и грязи, а при установке его в шпиндель – обдув сжатым воздухом. Смена инструмента с помощью револьверных головок в современных конструкциях фрезерно-сверлильно-расточных станков не используется.

Для сокращения времени смены детали применяют автоматизированные устройства, которыми по программе снимают обработанную деталь с рабочего стола и устанавливают новую заготовку. Большинство конструкций представляют собой двухпозиционную поворотную платформу, размещенную сбоку или спереди станка,
и оснащаются механизмом перемещения стола-спутника.

После окончания обработки стол станка выходит на позицию смены заготовки, и устройство с помощью захвата (клещевого или пальцевого) снимает стол-спутник на себя. После этого поворот на 180º и установка новой детали.

При использовании приспособлений-спутников решается ряд вопросов:

- минимальный разброс точностных параметров приспособлений-спутников;

- точность и стабильность базирования спутников на столе станка (применяют различные датчики, вводом коррекции УП);

- возможность совмещения времени установки одной детали со временем обработки другой;

- точность и стабильность базирования заготовки на приспособлении-спутнике.

Многоцелевые станки токарной группы

При технологическом анализе установлено, что 70 % деталей типа тел вращения требуют проведения вторичных операций обработки. Так для общемашиностроительных деталей, тел вращения, операциями вторичной обработки являются: фрезерование шпоночных пазов, лысок, многогранников, сверление (рассверливание), зенкерование и развертывание отверстий, расположенных перпендикулярно или параллельно оси деталей типа валов, фланцев и корпусов.

Применяемые для обработки общемашиностроительных и отраслевых деталей токарные многоцелевые станки имеют различную компоновку.

Первые базируются на аналогичных токарных станках с ЧПУ, и их технические характеристики в основном соответствуют базовым моделям. Дополнительно они оснащаются: приводом шпинделя станка, обеспечивающим его угловое позиционирование (привод полярной координаты); приводом вращения инструмента.

Условиям мелкосерийного производства отвечают станки, оснащенные одним шпинделем, крестовым суппортом с одной-двумя револьверными головками или инструментальными магазинами.

Для средне- и крупносерийного производства целесообразна разработка одношпиндельных многосуппортных станков или многошпиндельных.

Станки имеют наклонную или прямоугольную станину заднего расположения (преимущества: доступ оператора, промышленного робота (ПР), сход стружки, СОЖ, автономные транспортеры уборки стружки).

Рассмотрим конструктивные особенности токарных многоцелевых станков.

1. Наличие ограждений и кожухов, изолирующих рабочую зону (подача СОЖ до 40–50 л/мин при 3–4 атм), наличие вытяжных устройств.

2. Приводы главного движения (постоянного или переменного тока с бесступенчатым регулированием в широких пределах, верхний предел до 3000–10000 об/мин), наличие полярной системы координат.

3. Термосимметричная конструкция корпуса шпиндельной бабки (выполнение конструкции отдельно от коробки скоростей).

4. Применение откидных задних бабок и автоматических люнетов, управляющих от ЧПУ.

5. Наличие загрузочных устройств (ПР – пристыковочные, напольные, портальные, мостовые), магазинов для автоматической подачи прутка.

6. Инструментальные системы многоцелевых станков.

Институтом ЭНИМС разработаны рекомендации по выбору станков токарной группы при обработке деталей, разделенных
по конструктивно-технологическим признакам.

Конструктивно-технологическая характеристика деталей типа валов (L > 2 D) и рекомендации моделей станков с ЧПУ приведены
в табл. 2.

Таблица 2

Рекомендации моделей станков с ЧПУ для обработки
деталей типа валов

Группа детали	Предельные параметры детали	Параметры станка, мм	Модели токарно-центровых и патронных станков
D, мм	L, мм	Масса, кг	D у над станиной	D max над суппором
1В					125/200	ТПК-125В, 1И61ПМФ3
2В						16Б16Ф3, 16Б16Т1, 1713Ф3
3В						16К20Т1, 16К20Ф3, 1720ПФ30
4В						16К30Ф3, 1Б732Ф3, 1740РФ3

Рекомендуемые модели станков с ЧПУ и конструктивно-технологические характеристики деталей типа дисков (L ≤ 2 D) приведены в табл. 3.

Рекомендации моделей станков с ЧПУ и конструктивно-технологические характеристики деталей типа корпусов приведены в табл. 4.

Таблица 3

Рекомендации моделей станков с ЧПУ для обработки

деталей типа дисков

Группа деталей	Предельные параметры деталей	Модели токарно-патронные и патронно-центровые
D, мм	L, мм	Масса, кг
1Д				КТ-141, 1П717Ф, 11Б40ПФ4, 1Б340Ф30, 1П420ПФ3, Ирт180ПМФ
2Д				16Б16Т1, 16Б16Ф3, 17340Ф3, 16К20Т1
3Д				16К20Ф3, 1720ПФ3 1740РФ3, 16К20Т1, 16К20Ф3
4Д				1П752МФ3, 1П756ДФ3

Таблица 4

Рекомендации моделей станков с ЧПУ для обработки
деталей типа корпусов

Группа деталей	Предельные параметры деталей коробчатых и плоскости	Рабочая поверхность стола (ширина × длина), мм	Модели обрабатывающих центров
L×В	Масса, кг
1К	300×300		400×500, 400×630	Ир320ПМФ4, 2204ВМФ4, 2254ВМФ4, 6904ВМФ2
2К	500×500		500×500, 630×800, 630×1600	Ир500МФ4, 6902ВМФ2, 6306ПМФ4
3К	800×800		800×800, 1120×1250	Ир800МФ4, 2623ПМФ4

Дата добавления: 2014-01-05