3.7. Станки сверлильно-расточной группы с чпу

Сверлильные и расточные станки с ЧПУ предназначены для обработки отверстий без применения разметки и кондукторов. Более высокая производительность получается: за счет применения револьверных головок для вращающихся инструментов; снижения потерь времени на выверку положения инструмента и измерения в процессе обработки; на перемещения подвижных органов станка при вспомогательных ходах и т. д.

Компоновка вертикально-сверлильного станка показана на рис. 3.6.

Основные параметры и присоединительные размеры вертикаль­но-сверлильных станков приведены в ГОСТ 21611—82.

Расточные станки. Известно, что по расположению оси шпин­деля эти станки подразделяются на горизонтально - и вертикально-расточные.

Компоновка горизонтально-расточных станков отличается от традиционной отсутствием люнетной стойки, сильно развитыми направляющими, высокой точностью установки поворотного стола. Благодаря высокой жесткости, точности перемещений и поворота на этих станках можно обрабатывать соосные отверстия в проти­воположных стенках деталей с помощью консольных, оправок. Горизонтально-расточные станки имеют от трех (X, Y, Z) до ше­сти (X, Y, Z, U, W, В') управляемых координат.

Столы кругового движения работают в автоматическом режиме и поворот планшайбы является программируемым перемещением (координата В'). От станков с ручным управлением станки с ЧПУ заимствовали в качестве управляемой координаты, переме­щение выдвижного (расточного) шпинделя.

Расточные станки с вертикальной осью шпинделя (рис. 3.7) повторяют компоновку бесконсольных координатно-расточных станков. Инструмент и закрепленная на столе заготовка переме­щаются друг относительно друга по трем взаимно перпендикуляр­ным координатам. Столы вертикально-расточных станков имеют прямоугольную форму, и длина их значительно превосходит шири­ну. Основные параметры и присоединительные размеры приведены в ГОСТ 21613—82.

Основные направления развития станков данной группы:

- повышение точности позиционирования и закрепления рабочих органов станка;

- расширение технологических возможностей станков, т. е. создание многооперационных станков.

Рис. 3.6. Компоновка вертикально-сверлильного одностоечно­го станка с крестовым столом и револьверной головки

Рис 3.7 Компоновка вертикального координатно-расточного двух стоечного станка

ШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ С ЧПУ.

Особенности шлифовальных станков. При оснащении шлифо­вальных станков системами ЧПУ необходимо учитывать особен­ности процесса шлифования. При шлифовании необходимо полу­чать высокую точность и качество поверхности при минимальном рассеивании размеров. Особенностью режущего инструмента явля­ется быстрая потеря размерной точности шлифовального круга, не­обходимость восстановления его режущих свойств и заданной гео­метрической формы. Следовательно, в станке необходимы меха­низмы автоматической правки, балансировки и компенсации изно­са шлифовального круга. Контурная правка круга с использова­нием круговой интерполяции требует введения в систему 3-хдополнительных управляемых координат (перемещения по двум координатам и поворот вокруг третьей).

Создаются многоцелевые шлифовальные станки для обработки в патроне с одного установа внутренних и наружных поверхностей заготовок типа тел вращения. Станки оснащаются магазином инструментов, устройством для автоматической смены инструмен­та и устройствами для прямолинейной и профильной правки пери­ферийных и торцовых поверхностей абразивных кругов (рис. 8.11). Получают распространение гибкие шлифовальные модули.

Рис. 8.11. Многооперационный станок для одновременного внутреннего и наружного шлифования: а - компоновка станка; б - типовая деталь для одновременного наружного и внутреннего шлифования.

1 — передняя бабка; 2 — шлифовальная бабка с одним шпинделем для наружного шлифования; 3 — шлифовальная бабка с тремя шпинделями для внутреннего шлифования.

Рис. 8.10. Обозначение осей координат и направлений движений шлифовальных станков: а — плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем; б — заточный станок.

КРУГЛОШЛИФОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ С ЧПУ

Этот тип станков с ЧПУ наиболее распространен и предназна­чен для шлифования конических, цилиндрических гладких и пре­рывистых поверхностей многоступенчатых валов. Компоновка стан­ка показана на рис. 8.9.

В станке имеются три координаты формообразования: X — перемещение шлифовальной бабки; Z — движение стола с де­талью; С — вращение детали с остановкой в определенном поло­жении для замера диаметра детали, имеющей пазы и шлицы.

Вспомогательные механизмы и установочные перемещения вы­полняются по координатам: В' — поворот стола перед обработкой конуса; V — смещение задней бабки для корректировки цилиндричности; U и Y—оси приборов активного контроля; W — переме­щение прибора осевой ориентации круга относительно детали при обработке ступенчатых валов.

Контроль базового торца заготовки (по координате Z) прибо­ром осевой ориентации необходим для согласования систем коор­динат детали и станка. В момент касания детали щупом этого прибора осуществляется коррекция «нуля» датчика положения сто­ла. Передняя бабка оснащена поводковым автоматически дейст­вующим патроном, позволяющим без переналадки зажимать глад­кие шейки валов, если их диаметры отличаются не более чем на 30 мм.

Обеспечивается произвольная последовательность обработки ступеней валов, что позволяет повысить точность обработки. При обработке на круглошлифовальных станках с ЧПУ наибольший эффект достигается при обработке с одного установа максималь­ного количества поверхностей в основном за счет снижения вспо­могательного времени на установку и съем детали, на измерения и т. д.

Обработка цилиндрических поверхностей осуществляется ме­тодом врезного, строчного и продольного шлифования.

Обработка конических поверхностей. В связи с высокими тре­бованиями к шероховатости поверхности при обработке методом продольного шлифования конических поверхностей деталей типа «валов» традиционный в ЧПУ метод интерполяции неприемлем. Обработку конических поверхностей осуществляют за счет разво­рота стола с деталью на угол, при котором образующая конуса и цилиндрической поверхности шлифовального круга параллельны (как при обработке на универсальных станках).

Обработка галтелей. Обработка галтелей на деталях типа ва­лов может производиться двумя методами. При первом методе обработка осуществляется предварительно заправленным абразив­ным кругом, режущая кромка которого соответствует профилю галтели.

При втором методе обработка галтелей осуществляется заправ­ленной под постоянным небольшим радиусом (-R^5 мм) торцовой кромкой круга в режиме интерполяции.

Развитие станков данной группы осуществляется в двух на­ правлениях: первое — совершенствование устройства ЧПУ и диагностических функций (контроль узлов УЧПУ, исходных данных, процесса резания, входной и выходной контроль деталей, диагностика подвода круга). Диагностика подвода шлифовального круга к детали обеспечивает техническую безопасность и осуществляется по четырем основным параметрам:

— положению рабочих органов;

—времени;

— мощности главного привода (или силе резания);

— торцовой (тангенциальной составляющей) силе.

Второе направление связано с совершенствованием конструк­ции станка с целью улучшения технологических характеристик, повышения удобства обслуживания, например, использование про­граммируемых люнетов с автономными приводами.

Литература

1. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник. В 3-х т. Т.2 Ч.1. Расчет и конструирование узлов и элементов станков / А.С. Проников, Е.И. Борисов, В.В. Бушуев и др. Под ред. А.С. Проникова. –М.: Из-во МГТУ им. Н.Э. Баумана: Машиностроение, –1995. -371с.

2. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник. В 3-х т. Т.2 Ч.2. Расчет и конструирование узлов и элементов станков / А.С. Проников, Е.И. Борисов, В.В. Бушуев и др. Под ред. А.С. Проникова. –М.: Из-во МГТУ им. Н.Э. Баумана: Машиностроение, –1995. -320с.

3. Проектирование металлорежущих станков и станочных систем: Справочник-учебник. В 3-х т. Т.3. Проектирование станочных систем / А.С. Проников, Е.И. Борисов, В.В. Бушуев и др. Под ред. А.С. Проникова. –М.: Из-во МГТУ им. Н.Э. Баумана: Машиностроение, –2000. -584с.

4. Ящерицын П.И., Ефремов В.Д. Металлорежущие станки: Учебник для вузов. –Минск: БГАТУ, 2001. -446с.

5. Васильев В.Л., Прокопенко В.А., Тисенко В.Н. "Технологическое оснащение автоматизированных производств". Учебное пособие. - С-Петербург: СПбГТУ, -1992.

6. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки// Г.Л. Амитан, И.А. Байсупов, Ю.В. Барон и др; Под общ. ред. В. А. Волосатова.-Л.: Машиностроение. Ленингр. Отд-ние, 1988.-719 с.

7. "Металлорежущие станки" Учебник для машиностроительных вузов. Под ред. В.Э. Пуша - М.: Машиностроение, -1985, -256с.

8. "Станки с числовым программным управлением (специализированные)" В.А. Лещенко, Н.А. Богданов, И.В. Вайнштейн и др. - М.: Машиностроение, -1988, -568с.

9. Металлорежущие станки. Учеб. пособие для втузов Н.С. Колев, Л.В. Красниченко, Н.С. Никулин и др. – 2-е изд, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1980. -500 с.

5