2899

Вертикальный шпиндель станков первой группы обеспечивает доступ инструментов к одной стороне заготовки. Такие станки выгодно применять для обработки деталей, у которых объем обработки с одной стороны превышает объемы обработки с других сторон. Можно успешно обрабатывать на них за одну операцию несколько сторон, используя переналаживаемые многопозиционные приспособления. Станки с горизонтальным расположением шпинделя чаще всего снабжают поворотным столом, который создает условия для обработки детали с разных сторон.

Многоцелевой станок ИР500МФ4 предназначен для сверле-

ния, зенкерования, развертывания, растачивания отверстий в корпусных деталях, фрезерования по контуру, нарезания резьб метчиками в условиях серийного производства. Помимо автоматической смены инструментов станок имеет автоматическую смену столовспутников. Емкость магазина — 30 инструментов.

Станок имеет вертикально-подвижную шпиндельную бабку 3 (рис. 4.42), расположенную внутри подвижной стойки 4, и поворотный стол. На верхнем торце стойки расположен магазин 6 барабанного типа, а у бокового торца станины на отдельном основании 10 смонтирована поворотная (на 180 °) платформа 9 для двух столов-спутников 2 и 8. Поворот магазина осуществляется от высокомоментного двигателя 7. Номера гнезд магазина закодированы.

Рис. 4.42. Многоцелевой станок ИР500МФ4

На переднем торце стойки установлен манипулятор 5 (автоматическая двухзахватная рука), осуществляющий смену инструментов. Манипулятор имеет механизмы вертикального пере-

141

мещения, поворота руки на 180 ° и выдвижения руки. Вертикальное перемещение позволяет обходиться без смещения шпиндельной бабки вверх в позицию смены. Захват инструментальных оправок выполняют губки, стянутые двумя цилиндрическими пружинами.

4.12. Агрегатные станки

Применение специального станка, спроектированного для обработки конкретной детали, обеспечивает максимальную эффективность обработки в условиях крупносерийного и массового производства. Однако изменение объекта производства может сделать такой станок ненужным. Значительно экономичнее скомпоновать специальный станок из заранее разработанных и изготовленных стандартных узлов (агрегатов) и отдельных деталей. Этот метод называется методом агрегатирования.

Агрегатными называются специальные станки, скомпонованные из стандартных узлов и деталей с применением небольшого числа оригинальных узлов и деталей. Агрегатные станки обычно выполняются в качестве полуавтоматов, реже – автоматов. Их применяют для обработки сложных деталей типа корпусов, рычагов и др. На них производят сверление, зенкерование, растачивание и развертывание отверстий, нарезание резьбы, фрезерование. На таком станке неподвижная заготовка, закрепленная в приспособлении на столе станка, обрабатывается с нескольких сторон одновременно 5- 10, а иногда 100 и более инструментами.

Компоновка агрегатных станков может быть самой разнообразной и зависит от формы, размера и требуемой точности изготовляемых деталей. Метод агрегатирования позволяет обеспечить высокую степень концентрации технологического процесса. На агрегатном станке неподвижная заготовка, закрепленная в приспособлении на столе станка, обрабатывается с одной, двух или нескольких сторон одновременно пятью-десятью, а иногда 100 и более инструментами.

Агрегатная конструкция станков обеспечивает следующие преимущества:

-значительное сокращение сроков и стоимости проектирования, изготовленияиремонта,благодаряприменениюстандартныхузловидеталей;

-высокую производительность, обусловленную многоинструментной обработкой и малым вспомогательным временем;

142

-низкую себестоимость обработки, благодаря высокой производительности и сравнительно низкой себестоимости самих станков;

-возможностьобслуживаниямалоквалифицированнымирабочими;

-значительное сокращение числа потребных станков и производственных площадей;

-возможность многократного использования стандартных элементов при перекомпоновке.

На рис. 4.43 показаны некоторые схемы компоновок агрегатных станков. Основными унифицированными элементами, из которых состоят станки, являются:

-детали корпусные базовые: станины 1, станины-подставки 5, основания 11, стойки 8;

-узлы транспортные – столы делительные поворотные 10;

-узлы подачи – столы силовые 9;

-шпиндельные узлы, бабки (сверлильные 2, расточные, фрезерные), коробки многошпиндельные, приводы главного движения, редукторы, станции смазки;

-силовые узлы: головки силовые 3; механизмы, расширяющие технологические возможности силовой головки 6,7.

Рис. 4.43. Схемы компоновок агрегатных станков

Агрегатные станки можно классифицировать по ряду признаков. По расположению инструмента относительно заготовки различают станки горизонтальные (рис.4.43, а), вертикальные (рис.4.43,

143

г,д), наклонные (рис.4.43, б,в), смешанные (рис.4.43, е), односторонние (рис.4.43, а-д) и многосторонние (рис.4.43, в,е). По числу рабочих позиций агрегатные станки делят на одно- и многопозиционные. На однопозиционных станках (рис.4.43, а-г) стол неподвижен и операция выполняется при неизменном положении заготовки, причем каждая ее поверхность обрабатывается только одним инструментом. На многопозиционных станках с поворотным или прямолинейно перемещающимся столом (рис.4.43, д,е) заготовка обрабатывается последовательно на нескольких позициях. Одна и та же поверхность может обрабатываться двумя и более инструментами.

4.13. Автоматические станочные линии

Важнейшей тенденцией современного машиностроения является неуклонный переход от применения набора отдельных станков с ручным управлением к системам станков с автоматическим управлением и к автоматическим производственным системам, создаваемым на базе автоматических станочных систем. В массовом производстве уже получили широкое применение автоматические линии из специальных станков-автоматов и агрегатных станков. Использование автоматических станочных систем в 3-5 раз повышает производительность труда, качество изготовления деталей и машин, сокращает затраты труда и положительно изменяет его характер.

Автоматическая станочная линия представляет собой систему взаимосвязанных и автоматически управляемых станков, транспортных и контрольных устройств, при посредстве которых производится преобразование заготовок в готовую деталь или сборка узлов, механизмов и машин по заранее заданному технологическому процессу без непосредственного участия человека.

По принципу работы автоматические линии делят на син-

хронные (жесткие) и несинхронные (гибкие). В синхронных лини-

ях заготовки перемещаются с одной рабочей позиции на другую одновременно или через кратные промежутки времени. В случае потери работоспособности одного из станков или вспомогательного устройства вся линия останавливается. Жесткие линии проектируются для узкой номенклатуры деталей и обеспечивают высокую производительность и точность обработки. В несинхронных автоматических линиях перемещение заготовок с одной рабочей позиции на другую жесткой временной зависимостью не связано. Гибкая ме-

144

жоперационная связь обеспечивается в массовом производстве наличием межоперационных заделов (накопителей), что создает независимую работу каждой обрабатывающей позиции.

По виду используемых станочных приспособлений автома-

тические линии делятся на спутниковые и бесспутниковые. В

спутниковых автоматических линиях заготовки базируются, закрепляются, обрабатываются и перемещаются в приспособленияхспутниках. Спутники имеют устройства для базирования и закрепления обрабатываемых заготовок и базовые, и зажимные поверхности для установки и закрепления их на рабочих позициях станков. В бесспутниковых автоматических линиях заготовки перемещаются с одной рабочей позиции на другую без приспособлений. На каждой рабочей позиции имеется свое приспособление, в котором заготовка устанавливается автооператором или роботом. Погрешность установки в этом случае больше, чем в спутниковых системах.

По виду технологического потока и по способу передачи за-

готовок с одной позиции на другую различают автоматические ли-

нии сквозные и несквозные, ветвящиеся и неветвящиеся. Если транспортное устройство перемещает заготовку через все зоны обработки (от начала обработки до конца), то такие линии называют сквозными. Линии, в которых заготовка проходит не все рабочие позиции, а иногда возвращается с рабочей позиции на начало линии (на склад), являются несквозными.

При реализации обработки на параллельно работающих станках технологический поток характеризуется ветвящимися транспортными устройствами. Неветвящиеся линии строятся по принципу сквозных потоков.

По степени совмещения обработки с транспортированием за-

готовки автоматические линии делятся на стационарные, подвижные (цепные) и роторные. В стационарных линиях заготовки относительно рабочей позиции не перемещаются. Перемещение с одной рабочей позиции на другую происходит после выполнения обработки на данной рабочей позиции.

В подвижных (цепных) линиях происходит непрерывное транспортирование заготовки относительно неподвижных рабочих позиций. При этом перемещении выполняется обработка заготовок, т.е. заготовка непрерывно перемещается со скоростью рабочей подачи. На заготовках можно обрабатывать простые открытые поверхности с трех сторон. Производительность обработки на таких линиях вы-

145

ше, чем на стационарных, а точность ниже, так как обработка выполняется при перемещении заготовки.

В роторных автоматических линиях заготовки непрерывно перемещаются с рабочими позициями, и в процессе перемещения выполняется обработка. Роторные линии имеют несколько рабочих роторов, связанных между собой транспортными роторами, которые передают заготовки из одного рабочего ротора в другой. В каждом рабочем роторе имеется несколько одинаковых рабочих позиций и выполняется обработка одной или нескольких поверхностей детали. Наивысшая производительность обеспечивается при достаточной точности обработки, так как относительно рабочего места деталь не перемещается.

По типу встроенного технологического оборудования разли-

чают линии из универсальных станков, в том числе станков с ЧПУ,

специализированных, агрегатных и специальных станков.

По виду обрабатываемых деталей различают линии для об-

работки деталей типа тел вращения (валов, втулок, дисков, фланцев), плоскостных деталей (планок, плат, пластин) и корпус-

ных (корпусов, блоков, стоек, станин).

4.14. Гибкие производственные системы

ГПС в организационном плане обычно представляет собой отдельное структурное подразделение предприятия (цех, участок), управляемое от электронного устройства и включающее в себя станки с ЧПУ, автоматизированную транспортно-складскую систему и ряд дополнительных элементов, таких как система уборки стружки, участки размерной настройки инструмента, сборки приспособлений и т.п. Использование гибких станочных систем позволяет повысить производительность, стабилизировать качество обработки, сократить число обслуживающего персонала, уменьшить производственные площади. Применяются обычно в единичном и мелкосерийном производстве.

По компоновке различают: системы линейной одноили многорядной компоновки, системы круговой компоновки, системы модульной компоновки.

При линейной компоновке станки устанавливают в один или несколько рядов, а транспортно-накопительную подсистему располагают параллельно ряду. Для круговой компоновки характерна

146

установка станков вокруг центрального склада-накопителя. Системы модульной компоновки содержат станочные модули из однотипных станков, взаимодействующие с центральной транспортнонакопительной системой с помощью автооператоров или роботов.

По технологическому назначению гибкие станочные системы можно разделить на предназначенные для обработки корпусных деталей и тел вращения.

147

5. ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Современные поточные технологические и автоматизированные линии, межцеховой и внутрицеховой транспорт, погрузочноразгрузочные операции связаны с применением разнообразных подъемно-транспортных машин и механизмов, обеспечивающих непрерывность и ритмичность производственных процессов.

По своему назначению и конструктивному исполнению подъ- емно-транспортные машины делятся на грузоподъемные машины, относящиеся к машинам периодического действия, транспортирующие машины, относящиеся к машинам непрерывного действия, и промышленные роботы – автоматические машины периодического действия.

5.1. Грузоподъемные машины

Предназначены для подъема и перемещения грузов на небольшие расстояния в пределах определенной площади промышленного предприятия. К числу таких машин относятся домкраты, лебедки (тали), грузоподъемные краны и погрузчики.

Грузоподъемные машины характеризуются следующими основными параметрами: грузоподъемностью, скоростями движения отдельных механизмов, режимом работы, пролетом, вылетом, высотой подъема грузозахватного устройства. Значения этих параметров должны соответствовать рекомендациям стандартов.

Грузоподъемностью машины называют массу максимального рабочего груза, на подъем которого рассчитана машина.

Скорости движения различных механизмов выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, от характера работы, типа машины и ее потребной производительности.

Режим работы механизмов регламентируется нормативными документами, согласно которым все механизмы грузоподъемных машин в зависимости от условий их использования разделяют на шесть групп режима работы, определяемых классом работы и классом нагружения. Классы использования механизмов характеризуют интенсивность использования механизма при эксплуатации. Классы нагружения механизма характеризуют относительную выгрузку ме-

148

ханизма в соответствии со спектром нагрузок за заданный срок службы.

Пролетом называют расстояние по горизонтали между осями рельсов кранового пути.

Вылетом стрелы называют расстояние по горизонтали от оси вращения поворотной части стрелового крана до оси грузозахватного органа.

Высотой подъема для кранов мостового типа является расстояние от уровня пола до верхнего положения захватного устройства.

Домкраты представляют собой простейшие грузоподъемные механизмы, предназначенные для подъема грузов на небольшую высоту (0,15 – 0,7 м) и применяемые главным образом при ремонтных и монтажных работах. Домкраты выполняют в виде толкателей, т.е. подъем грузов ими производится без грузозахватных устройств. По конструкции домкраты делятся на реечные (грузоподъемность 0,5-10 т), винтовые и гидравлические (грузоподъемность до 750 т). На рис. 5.1 представлен гидравлический домкрат. Основные его недостатки – низкий КПД (0,3 – 0,4) и малая скорость опускания груза.

Рис. 5.1. Гидравлический домкрат

Лебедки (тали) (рис.5.2) представляют собой грузоподъемные устройства для подъема или перемещения грузов тяговым органом – канатом или цепью 1, навиваемым на барабан 2. Могут иметь ручной или машинный привод.

149

Грузоподъемность ручных талей составляет 0,25 – 10 тонн, электроталей 0,1 – 16 тонн.

Рис. 5.2. Лебедка (таль)

Грузоподъемные краны являются одним из наиболее распространенных средств механизации погрузочно-разгрузочных работ на промышленных предприятиях. Они обеспечивают подъем груза с помощью грузозахватного устройства, перемещение его на небольшие расстояния и опускание в заданном месте.

Конструкции грузоподъемных кранов весьма разнообразны. На машиностроительных предприятиях наиболее широкое применение находят стационарные рельсовые мостовые и поворотные стреловые краны, а также краны-штабелеры.

Погрузчики. Для внутрицехового и межцехового транспортирования различных грузов широко применяют погрузчики, служащие для выполнения операций захвата, вертикального и горизонтального перемещения груза и укладки его в штабель или на транспортную машину. Наиболее распространены погрузчики на специальных шасси - автопогрузчики и электропогрузчики.

Автопогрузчики (рис. 5.3, а) имеют привод от двигателя внутреннего сгорания и пневматические шины. Автопогрузчики предназначены для работы на открытых площадках.

Электропогрузчики (рис. 5.3, б) имеют механизм передвижения от электродвигателя с питанием от аккумуляторной батареи. Применяются при работе в закрытых помещениях и цехах.

Грузоподъемность авто- и электропогрузчиков составляет 0,63

– 45 тонн, максимальная высота подъема 4,5 м.

150