10.8. Расточные станки

На расточных станках обеспечивается возможность одновременно (без переустановки) выполнять несколько различных операций на одной заготовке, например, сверлить,рассверливать,зенкеровать,растачиватьиразвёртыватьотверстия,подрезатьторцызаготовок резцами,обрабатывать плоскиеиконические поверхностиипазыразличными фрезами,нарезатьвнутреннюю и наружнуюрезьбурезцами и метчиками,производитьчистовуюобработкуповерхностейалмазным инструментом. Наиболее распространённым видом обработки на расточных станках является растачивание отверстий.

По комплексу классификационных признаков расточные станки отнесены к сверлильнымстанкам(по классификации группа 2, типы 4, 6 и 7).

По способу обработки заготовок и применяемому инструменту расточные станки делятся на горизонтально-расточные,координатно-расточныеиалмазно-расточные(отделочно-расточные).

Горизонтально-расточные станкиотносятся к числу наиболее распространённых и используются преимущественно для обработкиточных отверстий в корпусных заготовках. Кроме общего для расточных станков перечня работ, на них удаётся проводить иокончательную обработкусложных деталей без переустановки на другие станки. Обычными для этих станков являются следующие показатели: отклонения от цилиндричности и параллельности до 0,01 мм на длине 100 мм (при диаметре отверстий до 150 мм) – для осей отверстий, расточенных при подаче шпинделя; шероховатость обработанной поверхности (в зависимости от применяемого инструмента)R_z от 40 до 6,3 мкм. Погрешность расстояния между осями отверстий (при настройке по двум прямоугольным координатам) не превосходит 0,05 мм, общая точность обработки - по 9-8 квалитетам.

Схема расположения основных узлов и внешний вид [7] горизонтально-расточного станка общего назначения 262Д представлены на рис. 10.22, 10.23.

Рис. 10.22. Схема расположения основных узлов горизонтально-расточного станка общего назначения 262Д:

1 – станина; 2 – основная стойка; 3 – шпиндельная бабка; 4 – диск (планшайба); 5 – радиальный суппорт; 6 – расточный шпиндель; 7 – задняя стойка;

8 – подшипник для поддержания длинных расточных оправок с резцами;

9 - салазки; 10 – каретка; 11 – стол для установки заготовки

Рис. 10.23. Внешний вид горизонтально-расточного станка общего назначения 262Д:

1 – станина; 2 – основная стойка; 3 – шпиндельная бабка; 4 – задняя стойка; 5 – стол

Рассмотрим подробнее схемы обработки поверхностей заготовок на горизонтально-расточном станке [7], представленные на рис. 10.24.

Растачивание отверстия небольшой длины можно производить двухлезвийным резцом, закреплённым в консольной оправке (см. рис. 10.24, а); растачивание отверстия с соотношениемl/d>5 - резцами, закреплёнными в двухопорной оправке (см. рис. 10.24,б), а отверстия большого диаметра и малой длины – при помощи резца, закреплённого в радиальном суппорте планшайбы (см. рис. 10.24,в).

Рис. 10.24. Схемы растачивания отверстий и обработки

поверхностей заготовок на горизонтально-расточном станке:

а – растачивание отверстий двухлезвийным резцом, закреплённым

в консольной оправке; б – растачивание отверстий резцами, закреп-

лёнными в двухопорной оправке; в – растачивание отверстий в

заготовке, закреплённой в радиальном суппорте планшайбы;

г – растачивание отверстий с использованием приспособления,

смонтированного на радиальном суппорте планшайбы;

д - обтачивание наружных цилиндрических поверхностей резцом,

закреплённым на радиальном суппорте планшайбы; е - подрезка торцов заготовок резцом, закреплённым на радиальном суппорте планшайбы (при радиальной подаче резца); ж - подрезка торцов

заготовок пластинчатым резцом (при осевой подаче резца);

з - фрезерование вертикальной плоскости торцовой фрезой,

закреплённой на расточном шпинделе

Растачивание конического отверстия диаметром более 80 мм осуществляется с использованием приспособления, смонтированного на радиальном суппорте планшайбы (см. рис. 10.24, е). При обтачивании наружных цилиндрических поверхностей резцом, закреплённым на радиальном суппорте планшайбы, ему сообщают главное движение, а столу с заготовкой – продольную подачу. Подрезка торцов заготовок может выполняться двумя способами: резцом, закреплённым на радиальном суппорте планшайбы (см. рис. 10.24,е) - резцу в этом случае сообщают радиальную подачу; и пластинчатым резцом (см. рис. 10.24,ж) при его осевой подаче. Фрезерование вертикальных плоскостей можно осуществлять торцовой фрезой, закреплённой на расточном шпинделе (см. рис. 10.24,з).

Координатно-расточные станкиотличаются от обычных расточных станков повышенной жесткостью и в основном применяются для обработкипараллельныхотверстийс высокой точностью расположения их осей. При установке фундамент этих станков изолируют от воздействия колебаний, создаваемых соседним оборудованием. В помещении, где установлен такой станок, должна строго поддерживаться постоянная температура +(20^о±1^оС), для чего принимаются специальные меры, например, в летнее время на крышу помещения наливается слой воды, толщина которого поддерживается постоянной - около 0,5 м.

Рис. 10.26. Внешний вид координатно-расточного станка 2Е450АФ30:

1 – станина; 2 – салазки; 3 – стол; 4 – шпиндель; 5 – рукоятка ускоренного перемещения шпинделя; 6 – лимб вертикального перемещения гильзы; 7 – шпиндельная коробка; 8 – пульт управления

Рис. 10.25. Схема расположения элементов типового координатно-расточного станка:

1 – станина; 2 – стойка; 3 – коробка скоростей; 4 – расточная головка; 5 – шпиндель; 6 – стол; 7 – салазки; 8 – привод стол

Для достижения высокой точности эти станки снабжаются специальными механическими, оптико-механическими, электрическими и другими отсчётными устройствами, позволяющими перемещать стол с заготовкой относительно оси шпинделя с точностью до 0,001 мм. После настройки положения элементов станка расточка отверстий производится при закреплённом положении стола и шпиндельной бабки. В результате погрешность расстояния между осями отверстий (при настройке по двум прямоугольным координатам) удаётся снизить до 0,01 мм. Рабочий стол координатно-расточного станка допускает точную установку также при настройке по полярным координатам.

На рис. 10.25 представлена схема расположения элементов типового координатно-расточного станка. Внешний вид одностоечного координатно-расточного станка 2Е450АФ30, который поставляется с ЧПУ и специальным магазином инструментов, показан на рис. 10.26. Этот станок предназначен для обработки отверстий с точным расположением осей, получистового и чистового контурного фрезерования. Станок снабжается поворотным столом, позволяющим вести обработку отверстий и плоскостей, расположенных под различными углами.

Применение позиционно-контурной системы ЧПУ существенно расширяет технологические возможности станка и повышает его производительность обработки заготовок. Программа работы может составляться непосредственно на рабочем месте в режиме диалога или запоминается памятью станка в процессе обработки первой детали при ручном управлении выполнением операций. При этом оператору не требуются специальные знания по программированию.

Применяются координатно-расточные станки главным образом для изготовления изделий инструментального производства: штампов, пресс-форм, шаблонов, копиров, приспособлений. Высокая точность расположения элементов станков позволяет также использовать их для выполнения высокоточных измерений, обмеров деталей.

Алмазно-расточные станки предназначены для получения высокоточных отверстий по 7 квалитету с малой шероховатостью (R_z<1 мкм). Достижению высокого качества обработки способствуют высокая жесткость несущей системы станка; применение режимов обработки, для которых характерны высокая скорость резания (100-1000м/мин), малые глубина резания (0,05-0,3 мм) и подача (0,01-0,15 мм/об); использование резцов, изготовленных с применением алмазов и других высокотвёрдых и износостойких материалов.

Применяют алмазно-расточные станки для тонкого растачивания цилиндрических и конических отверстий, а при наличии специального оборудования их также используют для обработки торцов, канавок, фасонных поверхностей вращения и т.п. Довольно часто алмазно-расточные станки применяют для растачивания отверстий в блоках цилиндров и гильзах тракторных, автомобильных и мотоциклетных двигателей, для обработки цилиндров высокопроизводительных насосов и т.п. По конструктивному исполнению различают алмазно-расточные станки вертикальные игоризонтальные,одно-имногошпиндельные. Горизонтальные станки могут бытьодно-идвухсторонними.

Схематическое изображение вертикального и горизонтального алмазно-расточных станков представлено на рис. 10.27.

а б

Рис. 10.27. Схематическое изображение вертикального (а) и горизонтального (б) алмазно-расточных станков

Главным движением в алмазно-расточных станках (рис. 10.27) является вращение шпинделя с инструментом.

Вертикальные одношпиндельные станки имеют раздельный привод главного движения; вращение шпинделю от коробки скоростей передаётся через ремённую передачу.

Горизонтальные алмазно-расточные станки предназначены для выполнения более точных работ. В них коробка скоростей отсутствует, а вращение шпинделям расточных головок передаётся при помощи ремённой передачи от электродвигателей, расположенных за пределами станка. Необходимая частота вращения шпинделя настраивается при помощи ступенчатых или сменных шкивов.

Точность вращения шпинделя в значительной степени определяет точность обработки заготовки, поэтому шпиндели алмазно-расточных станков монтируют на высокоточных подшипниках качения или скольжения.

Движение подачи на вертикальных станках обычно сообщается шпинделю, а на горизонтальных – столу, на котором при помощи специальных приспособлений закрепляется заготовка. Для обеспечения движения подачи чаще всего используется гидравлический привод с бесступенчатой регулировкой.

Тонкое алмазное растачивание имеет ряд преимуществ: в пределах обработанной поверхности отсутствуют следы абразивных зёрен, наблюдаемые при обработке абразивным инструментом на шлифовальных станках (а также при хонинговании и суперфинише);обеспечивается высокая точность обработки отверстий;величина отклонения от круглостине превосходит 0,003-0,005 мм;шероховатость поверхности лежит в пределахR_a = 0,16-0,63 мкм.