ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Томский политехнический университет

Кафедра ТАМП

Расширение технологических возможностей станков с чпу Реферат по предмету «Гибкое автоматизированное производство»

Выполнил: студент группы 4420

Вольтер В. Г.

Проверил: профессор, доктор техн. наук

Мартынов А. К.

Томск 2006г.

Расширение технологических возможностей станков с чпу

Почти все выпускаемые Минстанкопромом сегодня станки с ЧПУ, даже станки первых габаритов, рассчитаны на обработку достаточно крупных деталей, имеют мощный привод, большие размеры и вес, занимают значительные производственные площади. Всё это заметно снижает технико-экономические показатели станков с ЧПУ в условиях приборостроения.

Наиболее простое, на первый взгляд, устранение отмеченного несоответствия состоит в разработке небольших мало-мощных станков с ЧПУ специально для приборостроительной промышленности. При этом, сохранив существенную ёмкость программоносителей и изменив кинематику станка с учётом малых размеров обрабатываемых деталей, можно было бы заметно повысить класс точности обработки.

Однако такой путь в настоящий момент малоэффективен ввиду малого опыта проектирования и производства небольших прецизионных станков у станкостроителей, а также отсутствие опыта собственного станкостроения в приборостроении.

Кроме того, динамика развития производства не позволяет ориентироваться на решение поставленной задачи только путём обновления парка за счёт вновь покупаемых станков. Проблема заключается в том, чтобы найти эффективные методы и средства модернизации покупаемых и имеющихся на заводе станков с ЧПУ до уровня соответствующего возрастающим требованиям к параметрам деталей машин и приборов. Иными словами, речь должна идти о коренном техническом перевооружении наиболее активной части основных фондов предприятия. В этих условиях становится необходимым использование внутренних резервов предприятий-потребителей станков с ЧПУ для решения задач расширения технологических возможностей станков.

Так в НИИ «Технотрон» и Томском приборном заводе были разработаны, изготовлены и внедрены в производство ряд изделий расширяющих технологические возможности станков с ЧПУ доведя их до ГПМ 2,3, например:

1. Автооператор АИ-8 для станков фрезерной группы типа 6520Ф3

2. Загрузочные роботы РМ-104, РМ-154, РМ-204.

3. Программно-управляемые столы ПДС-1, ПДС-2 и другие поворотные устройства.

4. Адаптивные зажимные устройства на станках с ЧПУ и роботах.

5. Система контроля процесса резания (СКПР).

6. Механизмы открывания – закрывания защитного экрана на многоинструментальных станках с ЧПУ типа СТП-220.

7. Автоматическое расширение диаметра трёх кулачкового патрона на токарных станках с ЧПУ.

Приведём несколько примеров расширяющих технологические возможности станков с ЧПУ.

Устройства для автоматической смены инструментов в гибких производственных модулях

Применительно в механообработке в условиях гибкой производственной системы задача смены инструмента должна рассматриваться в двух аспектах: во–первых, частичная или полная замена инструмента в ГПМ при его износе или при переналадках на обработку новых деталей, во–вторых, смена инструмента по управляющей программе в процессе обработки одной деталеоперации. Автоматическая замена инструмента в ГПМ является более отдалённой и может быть решена с помощью специальных роботов и транспортно накопительных инструментальных систем. Автоматическая программная смена инструментов в процессе обработки одной деталеоперации является более актуальной задачей и необходимым условием создания ГПМ.

Станки с ЧПУ, выпускаемые в настоящее время, как правило, оснащаются устройствами для автоматической смены инструмента, однако в отрасли и в машиностроении в целом имеется значительный парк станков с ЧПУ, например таких моделей, как ЛФ-200, ЛФ-66, 6520ФЗ, с хорошими эксплуатационными характеристиками, но не оснащённых устройствами автоматической смены инструмента. Модернизация таких станков и доведение их до уровня требований ГПМ создают значительный ресурс технологического оборудования для разработки и широкого внедрения ГПС.

Известные механизмы автоматической смены инструмента, например а.с. № 387809, 388869, патент США 3621546, требуют конструктивной переработки станка, что исключает их применение на серийных универсальных фрезерных станках с ЧПУ.

Необходимо было разработать автооператор с автоматической сменой инструментов, конструкция которого обеспечила бы переоборудование универсальных фрезерных станков с ЧПУ мод. 6520ФЗ, ЛФ-200 в многооперационные станки типа «обрабатывающий центр» с широкими технологическими возможностями без изменения конструкции станка.

В основном для обработки деталей точной механики на фрезерных станках с ЧПУ требуется от 4 до 10 инструментов, причём доля деталей, обрабатываемых 9 и 10 инструментами, не превышает 15% от всей номенклатуры. Поэтому целесообразно разрабатывать автооператор с магазином на 8 инструментов со временем смены инструмента не более 10 с. Для привода перемещений целесообразно использовать пневматику как наиболее дешёвый вид энергии, распространённый в производстве. Автооператор должен иметь индивидуальный блок управления, чтобы исключить переделку станочного устройства ЧПУ. Управление автооператором должно осуществляться в двух режимах–автоматическом и наладочном.

Предложена, разработана и внедрена в производство конструкция инструментального автооператора на 8 инструментов (рука–магазин) модели АИ-8. На рис. 19 показан станок 6520Ф3 оснащенный автооператором и поворотно-делительным столом. Оригинальность конструкторных решений подтверждена несколькими авторскими свидетельствами. Автооператор предназначен для модернизации серийных одношпидельных станков с ЧПУ сверлильно–фрезерно–расточной группы вертикальной компоновки и позволяет автоматизировать ручные и машино–ручные приёмы смены инструмента при обработке деталей разнообразных конфигураций различными инструментами по одной программе с одной установки заготовки.

Применение автооператора позволяет концентрировать операции на станке, повышает стабильность качества обработки деталей, увеличивает долю машинно – автоматического времени в оперативном времени обработки, расширяет возможности перехода к многостаночному обслуживанию.

Опыт внедрения и эксплуатации автооператоров типа АИ–8 показал, что они характеризуются высокой надёжностью работы, простатой обслуживания, могут с успехом применять-ся при создании ГПМ на базе фрезерных станков с ЧПУ.

Экономическая эффективность АИ–8 характеризует следующие цифры: стоимость станка с аналогичным магазином, выпуск которого освоили Минстанкопром – 68 тыс. руб.; стоимость того же станка с АИ–8 - 23 тыс. руб.

По состоянию на 01.1.84.г. изготовлено и внедрено свыше 300 автооператоров типа АИ–8 на 20 предприятиях отрасли