Многоцелевой сверлипльно-фреэерно-расточной станок с чпу

Показанный на рис. 13.19 МСФРС с ЧПУ, оснащенный крестовыми по­воротным столом и инструментальным магазином, предназначен для выполнения разнообразных фрезерных работ (чернового и чис­тового фрезерования плоскостей, уступов, пазов, платиков и криво­линейных контуров, контурного расфрезеровывания отверстий с

круговой подачей и т. п.), сверления, зенкерования, растачивания и развертывания отверстий, нарезания резьбы метчиками в авто­матическом цикле.

Рис. 13.19. Многоцелевой сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ

Станок может работать как автономно, так и в составе гибкил производственных систем. Наличие квадратного поворотного сто­ла (с размерами в плане 800X800 мм) позволяет обрабатывать с четырех сторон корпусные детали габаритом 630X630x630 мм.

Станок имеет основание 1, по направляющим которого переме­щается стол 2 с закрепленной на нем заготовкой. Стол может пере­мещаться по осям X и Z и поворачиваться вокруг собственной оси.

На основании 1 крепится стойка 3, имеющая вертикальные на­правляющие, по которым перемещается (по оси У) шпиндельная бабка 4. На стойке смонтированы гидроаппаратура 8, инструмен­тальная рука 5, кантователь 6 и инструментальный магазин 7 вме­стимостью

36 инструментов. Кантователь 6 переводит инструмент из вертикального положения в горизонтальное и обратно. Инструмен­тальная двухзахватная рука 5 переставляет инструмент из канто­вателя 6 в шпиндель бабки 4 и обратно. Вращательное движение шпинделю передается от редуктора через шлицевый вал.

Кинематическая схема МСФРС приведена на рис. 13.20. Привод подач по трем координатным осям осуществляется электродвигате­лями постоянного тока, которые напрямую соединены с ходовыми винтами. Электродвигатели имеют мощность 3,3 кВт и частоту вращения 1000 об/мин. На концах ходовых винтов (шаг 10 мм) ус­тановлены датчики обратной связи ДОС.

Вращение поворотного стола осуществляется электродвигате­лем постоянного тока мощностью 1,15 кВт через две цилиндриче­ские (9, 10 и 11, 12) и коническую 13, 14 передачи. Аналогичный привод у поворотного магазина, где используются цилиндрические пары 15, 16; 17, 18 и 19, 20.

Главный привод имеет электродвигатель постоянного тока {мощность 20 кВт, частота вращения 1000 об/мин) и редуктор с цилиндрической (1, 2) и конической (3, 4) передачами. Далее вра­щательное движение передается через шлицевый вал 1, коническую пару 5 и 6 и цилиндрическую пару 7 и 8. Частота вращения шпинде­ля регулируется бесступенчато.

Основные механические узлы многоцелевого станка с чпу

Основание (рис. 13.21) представляет собой жесткую отливку короб­чатой формы, на которой крепятся стойка, редуктор шпиндельной бабки, электродвигатель главного привода. Направляющие 1 и 2 станины выполнены в виде стальных каленых планок (закреплен­ных винтами), по которым перемещаются салазки 3 со столом (ко­ордината 2). Направляющие надежно защищены от попадания стружки телескопическими щитками. На опорах 4 смонтирован ша­риковый винт подачи салазок, на конце которого

Техническая характеристика станка

Наибольшие размеры (длина ×ширина × ысота) обрабатывае­мой детали, мм … 630X630X630;

Размеры (длина ×ширина) поворотного стола, мм …800X800; Наибольшие перемещения, мм. (стола по оси X ... 900, стола по оси Z …700, шпиндельной бабки по оси У … 650); Подача по осям X, Y, Z (регулирование бесступенчатое), мм/мин …1,9- 4000; Скорость быстрых перемещений по осям X, У, Z, м/мин …10; Частота вращения поворотного стола, об/мин … 3-4; Число фиксируемых положений поворотного стола (с при­ращением через 5 ) …72; Точность индексации стола, угл. с … 5; Конус шпинделя … 50; Частота вращения шпинделя (регулирование бесступенча­тое), об/мин …12,5 – 3200; Число инструментов в инструментальном магазине …36;

Максимальный диаметр инструментов, мм: (расположенных рядом …110, расположенных через гнездо …200); Частота вращения инструментального магазина, об/мин … 6; Время смены инструмента, сек …7; Система ЧПУ....«Размер 2М-1300»; Дискретность по осям X, Y, Z, мм … 0,001;

Число управляемых координат: (всего …6, одновременно управляемых …4);

Габарит станка (длина × ширина × высота), …3430x2825x3025; Масса станка, кг …13 500

установлен датчик обратной связи. На передней стороне станины установлен элект­родвигатель привода подачи салазок. На левой боковой стороне основания крепится корпус для подвода электро- и гидрокомму­никаций к станку.

Стойка 1 (рис. 13.22) представляет собой отливку коробчатого сечения, закрепляемую на основании. По вертикальным направля­ющим стойки, выполненным в

Рис. 13.20. Кинематическая схема сверлильно-фрезерно-расточного станка с ЧПУ

.

виде стальных каленых планок 2 и 13, перемещается шпиндельная бабка координата У.

Между на­правляющими смонтированы шариковый винт 3 (на опорах) и дат­чик обратной связи. Направляющие стойки надежно защищены от попадания стружки телескопическими щитками. На стойке уста­новлена плита, на которой смонтированы инструментальный мага­зин, кантователь, инструментальная рука, электродвигатель приво­да подачи шпиндельной бабки и ряд других механизмов. В задней полости стойки расположен противовес, который цепью через ролики связан со шпиндельной бабкой.

Для направления перемеще­ния противовеса в стойке имеются направляющие. К стойке крепит­ся литой корпус (из силумина), в котором расположена электро- и

Рис. 13. 21. Основание гидроаппаратура. Слева на стойке крепятся

механизм зажима шпиндельной бабки и цилиндр выдвижения инструментальной руки; справа - коробка для подвода электро- и гидрокоммуникаций.

Привод главного движения (рис. 13. редуктор шпиндельной бабки. Вращение на шпин­дель 6 передается от электродвигателя 18 постоянного тока (мощ­ностью 20 кВт) через промежуточный редуктор 17 (имеющий ци­линдрическую 12 и коническую 11 зубчатые передачи), шлицевый вал 10 (смонтированный в шпиндельной бабке 9 и перемещающий­ся вместе с ней), коническую передачу 16_, промежуточный вал 8 и зубчатую цилиндрическую передачу 7. 22) включает в себя шпин­дельную бабку и

промежуточный редуктор и электродвигатель установлены на основании. Корпус шпиндельной бабки представляет собой жесткую отливку коробчатой формы и монтируется на вертикальных каленых шлифованных направляющих 2 и 13 стойки 1.

Рис. 13.22. Привод главного движения

Шпиндель­ную бабку устанавливают на направляющие. Натяг осуществляют с помощью прижимных планок 4 и 14 через четыре опорные тан­кетки. Натяг боковых направляющих производят клиньями (через танкетки). Подача шпиндельной бабки осуществляется через шари­ковую винтовую пару 3.

Через устройство 5, смонтированное внутри шпиндельной баб­ки, подают очищенный воздух для продувки конусов шпинделя и инструмента. Привод этого устройства производится от шпинделя через коническую и цилиндрическую зубчатые передачи. За задней опорой шпинделя монтируют механизм 15 зажима инструмента в шпинделе.

Стол-салазки (рис. 13.23) имеет верхний квадратный поворотный стол 1 (размерами в плане 800x800 мм), представляющий собой жесткую чугунную отливку, на верхней плоскости которой распо­ложены четыре Т-образных паза, центральное отверстие и два от­верстия для подвода гидравлики к механизму базирования.

В нижней части поворотного стола устанавливают блок из трех зубчатых колес (для фиксации и зажима), а также прижимное кольцо 2. Наружное зубчатое колесо 3 крепится к поворотному I столу, а внутреннее 22 - к среднему столу 4. Верхнее колесо 24 непосредственно предназначено для фиксации и зажима. Подъем 1 колеса 24 (расфиксация стола) производится подачей давления под диафрагму 23, а опускание (фиксация и зажим) - посредством тарельчатых пружин 15. Привод 21 поворотного стола осуществляется через коническую и цилиндрическую зубчатые передачи. При этом ведомый венец конической передачи привода выполнен за од­но целое с наружным зубчатым колесом 3.

На верхней плоскости среднего стола 4 устанавливают опору 9, несущую

Рис. 13.23. Стол-салазки

центрирующий роликоподшипник 16. Здесь же смонтиро­ваны круговая направляющая для поворотного стола, внутреннее колесо 22 и диафрагма 23. На нижней плоскости среднего стола закреплены роликовые опоры 10 качения (танкетки) через которые средний стол устанавливают на стальные (каленые и шлифован­ные) направляющие салазок 11. Прижимные планки 12, 14, 8 и 18 предотвращают опрокидывание салазок и осуществляют силовое замыкание направляющих. Необходимый натяг (зазор) создают (через танкетки) путем подшлифовки привалочных поверхностей прижимных планок. К нижней части среднего стола крепится кор­пус 20 шариковой гайки, посредством которой стол перемещает­ся по оси X. Там же устанавливают устройство для подачи смазы­вающего материала в привод поворотного стола, стружкосборник и командоаппарат зоны нуля по оси X. На верхней плоскости сала­зок установлены опоры 5 шарикового винта, электродвигатель 6 подачи по оси X и датчик 19 обратной связи. К нижней поверхности салазок крепят корпус 17 шариковой гай­ки, посредством которой салазки перемещаются по оси Z. Салазки устанавливают на стальные закаленные направляющие основания через шесть опорных роликовых танкеток 7. Требуемый натяг в бо­ковых направляющих среднего стола и салазок обеспечивают клиньями 13. На обеих продольных сторонах салазок, а также на торцах среднего стола установлены телескопические щитки для за­щиты направляющих, основания и салазок.

Инструментальный магазин 1 (рис. 13.24) представляет собой вра­щающийся вокруг вертикальной оси полый чугунный диск с гнез­дами 2 (число гнезд 36) для инструментов. Магазин смонтирован (через зубчатое колесо 13) на пяти роликовых опорах 8 на плите 9,

Рис. 13.24. Инструментальный магазин:

а - осевой разрез; 6 - сечение по устройству, контроли­рующему наличие втулки в гнезде

установленной на верхней плоскости стойки.

В горизонтальной плоскости магазин (также посредством коле­са 13) центрируют пятью роликами 3, расположенными по окруж­ности. Во избежание опрокидывания магазина предусмотрены при­жимные планки 12. На плите 9 установлены редуктор 14 (поворо­та магазина) с электродвигателем 15 постоянного тока, а также электродвигатель 16 подачи шпиндельной бабки. К нижней плос­кости плиты 9 прикреплена опора 7 цепи разгрузки шпиндельной бабки.

Инструментальные оправки 11 ориентированы в гнездах мага­зина с помощью промежуточных втулок 10, в которых предусмотрены пружинные фиксаторы, предотвращающие выпадание опра­вок при кантовании. Принята система кодирования инструментального гнезда, при этом гнездо № 1 принимается за исходное.

Для предотвращения установки инструментальной оправки в ошибочно «занятое» гнездо магазина предусмотрено устройство 5, контролирующее наличие втулки в гнезде. При вращении магазина щуп 4 отводится электромагнитом 6 При наличии в контролируе­мом гнезде втулки устройство контроля посылает команду на «за­прет» работы кантователя.

Кантователь (рис. 13.25) предназначен для транспортировки промежуточной втулки 1 (с инструментальной оправкой или без нее) между магазином и манипулятором и одновременно является промежуточным накопителем, что упрощает цикл смены инстру­мента. Кантователь установлен на плите инструментального магазина. Цикл кантования

производится в следующей последовательности. При подаче давления масла бесштоковую

Полость гидроци­линдра 7 ползушка 2 перемещается вверх. Втулка 1, зафиксирован­ная штифтом 11 и упором 6, подымается вместе с ползушкой 2 вверх до упора в планку 3, закрепленную к корпусу 5 кантователя. При этом втулка 1 выходит из зацепления с инструментальныммагазином, с которым она связана фиксато­ром 10.После подъема и за- жима втулка 1 поворачи­вается (гидроцилиндром 8 через зубчато-реечную передачу 9) в горизон­тальное положение В этом положении кантователь ожидает смены инструментов Передача втул­ки 1 от манипулятора к магазину (послесмены инструментов) происхо­дит в обратном порядке. Упоры 4 кантователя вы­ полняют роль фиксатора инструментального магазина. Время работы кантователя полностью совмещается с

Рис. 13.25 Кантователь

машин­ным временем работы станка.

Манипулятор (рис 13.26), предназначенный для непосредствен­ного обмена инструментальных оправок между шпинделем станка и кантователем, смонтирован (вместе с приводом) на плите инстру­ментального магазина (тонкими линиями на рис 13.26 показано нейтральное положение манипулятора в момент ожидания смены инструментов).

При смене инструментов манипулятор 1 поворачивается (поча­совой стрелке) из нейтрального положения в положение, показан­ное жирными линиями. При этом происходит захват оправки за­щелками 3, подпружиненными роликами 2.

После захвата инструментальных оправок в кантователе и шпинделе манипулятор выдвигается (посредством гидроцилиндра) вперед; при этом оправка выводится из конуса шпинделя несколь­ко больше, чем хвостовая часть оправки. От другого гидроцилинд­ра (через реечную передачу) манипулятор поворачивается по часо­вой стрелке на 180° и с помощью упора 4 фиксируется относительно шпинделя и кантователя. Обратным ходом гидроцилиндра манипу­лятор вставляет новую инструментальную оправку в шпиндель станка, после чего возвращается в нейтральное положение.

Регулирование узлов станка. В процессе

Рис 13.26 Манипулятор эксплуатации станка возникает необходимость в

регу­лировании отдельных узлов для восстановления их требуемой точ­ности.

Регулирование передних подшипников шпинделя (рис. 13.27) про­изводится, как правило, после длительной эксплуатации станка, в результате которой в подшипниках появляется зазор, влияющий на точность обработки и шероховатость обработанной поверхности.

Радиальный зазор устраняют таким образом: предварительно замеряют величину радиального зазора, затем смещают шпиндельв осевом направлении. Для выборки радиально­го зазора 0,01 мм необхо­димо осевое смещение шпинделя 0,3 мм. Подшипники регули­руют следующим

Рис. 13.27. Передняя опора обра­зом: снимают шпонку ) и фланец 3 (с

Шпинделя лабиринтным уплотнением 2); отпустив гайку 6,

вынимают полу­кольца 4; подшлифовывают

полукольца 4 на ве­личину радиального зазо­ра; устанавливают полу­кольца на свое место и затягивают гайку 6 до от­каза (при этом внутреннее кольцо 5 подшипника перемещают по конической шейки шпинделя 7 и выбирают зазор в подшипнике).После окончания регулирования фланец 3 (с лабиринтным уплотнением 2) и шпонку 1 ставят на свои места в обратной последовательности.

Регулирование передач винт - гайка качения в приводах про­дольного, поперечного и вертикального перемещения показано на рис. 13.28. Для обеспечения необходимой точности обработки на станках после длительной их эксплуатации необходимо выбирать зазор в шариковых винтовых передачах в целях создания необходи­мого натяга.

Регулирование производят относительным смещением (поворо­том) полугаек 3 и 4.

Для этого отворачивают гайку 1; зубчатое колесо 2 (имеющее два венца с разностью чисел зубьев, равной еди­нице) выводят из зацепления и поворачивают на один зуб по часо­вой стрелке по малому венцу и на один зуб против часовой стрел­ки по большому венцу. Разность поворотов на один зуб соответ­ствует осевому сближению профилей резьбы на 0,00014 мм. После окончания регулирования затягивают гайку 1, которую стопорят винтом 5.

Регулирование натяга в направляющих стола-салазок и шпин­дельной бабки показан на рис. 13.29.

Рис 13.28. Передача Рис. 13.29 Элемент направляющих

винт-гайка качения стол-салазки и шпиндельной бабки

Стол-салазки и шпиндельная бабка имеют направляющие каче­ния в виде танкеток. Для осуществления натяга в танкетках бокового направления служат клинья. При образовании зазора между танкеткой и направляющей замеряют величину зазора щупом,

танкеткой.

Прокладку 2 прошлифовывают до нужного размера. Уменьше­ние толщины прокладки на 0,5 мм соответствует уменьшению зазо­ра на 0,01 мм. Затем ставят на место прокладку 2, танкетку с кли­ном 3 и затягивают винт 1. Одновременно производят профилакти­ческий осмотр танкетки. При необходимости танкетку промывают и заполняют свежим смазывающим материалом.