Вопрос 2: Понятие автомат и полуавтомат, цикл автомата. Проблемы смены инструмента и обеспечения качества на автоматах.

Последовательность действия исполнительных механизмов станка при полной обработки детали составляет цикл станка. Если весь цикл станка при обработки детали включая установку заготовки и снятие детали осуществляется в автоматическом режиме, то такой станок называется автоматом. Если часть цикла при обработке детали осуществляется вручную, то такие станки относятся к станкам с полуавтоматическим циклам (полуавтоматы).

ТОКАРНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ

Назначение токарных автоматов и полуавтоматов

Автоматом называется станок, в котором автоматизированы все основные и вспомогательные движения, необходимые для выполнения технологического цикла обработки заготовки, а также загрузка заготовки и выгрузка обработанной детали. Обслуживание автомата сводится к периодической подаче материала-заготовки или прутка — и контролю обработанных деталей .

Полуавтоматом называется станок, в котором автоматизированы все основные и вспомогательные движения, составляющие цикл обработки одной заготовки. По окончании цикла полуавтомат останавливается; для повторения цикла необходимо снять готовую деталь, поставить и закрепить новую заготовку и пустить станок.

Токарные автоматы и полуавтоматы предназначены для изготовления деталей сложной конфигурации путем обработки заготовки несколькими (многими) инструментами.

Наряду с токарными автоматами и полуавтоматами, получившими наибольшее распространение в машиностроении, существуют автоматы и полуавтоматы фрезерные, шлифовальные, сверлильные и др.

Автоматизация цикла работы современных, станков осуществляется на основе использования средств механики, гидравлики, электротехники и электроники, пневматики или на комбинированной базе.

Станки с механической базой автоматизации производительны и надежны в эксплуатации. Однако на переналадку таких автоматов затрачивается много времени. Поэтому автоматы с механической базой автоматизации используют, как правило, в условиях массового производства, а полуавтоматы — в условиях серийного и крупносерийного производства. Станки, автоматизированные другими способами, допускают быструю переналадку и поэтому применяются чаще всего в серийном производстве.

Особое место занимают станки с числовым (цифровым) программным управлением циклом. Такие станки могут быть эффективно использованы для изготовления деталей мелких и средних серий (см. раздел VI).

Токарные автоматы и полуавтоматы подразделяют по различным признакам:

а) назначению — на универсальные и специализированные;

б) виду заготовки — на прутковые и патронные;

в) количеству шпинделей — на одно- и многошпиндельные;

г) расположению шпинделей — на горизонтальные и вертикальные.

КУЛАЧКОВЫЙ ПРИВОД И ГРУППЫ АВТОМАТОВ

В этой главе рассмотрены в основном токарные автоматы и полуавтоматы с механической базой автоматизации, в основе которой лежит кулачковый привод. Автоматическое управление циклом этих станков осуществляется с помощью распределительного вала, на котором сидят кулачки различной конфигурации, связанные системой рычагов, зубчатых и других передач с исполнительными механизмами станка — суппортами, механизмом зажима и подачи и пр. При вращении распределительного вала кулачки приводят в движение соответствующие исполнительные механизмы. Последовательность движений определяется относительным расположением кулачков на распределительном валу. Обычно за один оборот распределительного вала происходит полная обработка одной заготовки.

По форме кулачки разделяются на дисковые (фиг. I, 88, а) и цилиндрические (фиг. I, 88, б).

С помощью дисковых кулачков удобно передавать движения с малой длиной пути и в плоскостях, перпендикулярных оси вращения кулачка. Цилиндрические кулачки используются обычно для осуществления более значительных перемещений и в плоскостях, параллельных оси вращения кулачка или проходящих через эту ось.

По конструкции кулачки подразделяются на цельнофрезерованные и с накладными кривыми. Конструктивной разновидностью цилиндрического кулачка является торцовый кулачок, или кулачок колокольного типа, представляющий собой полый цилиндр с кривой, выполненной на одном из его торцов.

По некоторым особенностям управления циклом автоматы можно подразделить на три группы.

К первой группе относят автоматы, которые имеют один распределительный вал, управляющий как основными (рабочими), так и вспомогательными (холостыми) движениями и вращающийся с постоянной для

данной настройки скоростью. В автоматах этой группы неизбежны значительные потери времени на холостые движения, так как число оборотов распределительного вала определяется скоростью медленных рабочих движений. Однако в автоматах малых размеров с небольшим количеством холостых движений применение такой схемы целесообразно и оправдывается ее простотой.

Ко второй группе относят автоматы также с о д н и м распределительным валом, которому в течение цикла сообщаются две скорости вращения — малая и большая. На малой скорости вращения распределительного вала выполняются рабочие движения, на большой — холостые. Приочевидных преимуществах такой схемы ее основным недостатком является невозможность получения значительной разницы между обеими скоростями вращения распределительного вала. Это объясняется тем, что этот вал с сидящими на нем кулачками рабочих и холостых движений имеет довольно большой момент инерции, вызывающий ударную нагрузку в механизмах переключения при переходе с одной скорости на другую. По такой схеме выполняются автоматы для работ с относительно малым количеством холостых движений.

К третьей группе относят автоматы, имеющие, кроме распределительного вала, вращающегося с малой скоростью и осуществляющего рабочие движения и управление циклом, быстроходный вспомогательный вал, осуществляющий холостые движения. Команды на выполнение холостых движений подаются распределительным валом с помощью сидящих на нем барабанов с упорами. По такой схеме выпускают автоматы, предназначенные для обработки деталей наиболее сложной конфигурации, для чего необходимо значительное число вспомогательных движений.