8.2. Специализированные фрезерные станки. Конструкции и особенности проектирования

Наиболее широко распространены копировально-фрезерные станки, шлицефрезерные полуавтоматы , карусельно-фрезерные станки, резьбонарезные и шпоночно-фрезерные полуавтоматы.

8.2.1. Копировально-фрезсрныс (ФКС) предна­значены для обработки деталей сложной кон­фигурации, применяемых в кузнечно- штамповочном и литейном производствах, а также пресс-форм, гребных винтов, роторов гидравлических машин, кулачков и др. Обра­ботка деталей на ФКС ведется по копирам, выполняемым в масштабе 1 : 1 (или другом) по отношению к размерам обрабатываемой детали. На одной базе с этими станками вы­пускаются более производительные станки с ЧПУ, которые обеспечивают более высокую точность обработки, а также станки программ­но-копировальные, в которых запись управ­ляющей программы производится при скани­ровании копира, а затем по этой программе обрабатываются детали |29).

На станках может осуществляться кон­турная (двух координатная), строчечная и трехмерная (трех координатная) обработка, а также зеркальное копирование. Для обработки особо сложных деталей используют станки, работающие по четырем, пяти и координатам более.

Различают ФКС с механическими, гид­равлическими и электрическими копироваль­ными устройствами. Механические устройства выполняют в виде пантографов (шарнирных параллелограммов) или в виде механических устройств непосредственно контактирующих с копирами (кулачками), имеющими с ними силовое замыкание и передающих движение на инструмент или деталь. Погрешность обра­ботки при использовании этих устройств, вследствие малой чувствительности и погреш­ностей изготовления звеньев механизмов, а также быстрого изнашивания копира, мала.

Пантограф для пространственного копи­рования отличается тем, что может поворачи­ваться относительно оси, параллельной рабо­чей поверхности стола. При этом специальное направляющее устройство обеспечивает сохра­нение перпендикулярности оси щупа к рабо­чей поверхности. Копировальные системы с пантографом обычно применяют в гравиро­вальных станках, которые используют в еди­ничном и мелкосерийном производстве для гравировальных работ и фрезерования шабло­нов, лекал, штампов и пресс-форм. Изменение масштабов копирования достигается регулиро­ванием длины плеч пантографа. На станках могут применяться механизмы привода щупа по одному или двум взаимно перпендикуляр­ным направлениям, что обеспечивает автома­тизацию цикла обработки.

Электромеханические копировальные устройства преобразуют линейные перемеще­ния копировального пальца ощупывающего устройства в электрические сигналы, посту­пающие в блок управления приводами подач станка и регулирующие скорость перемещения соответствующих исполнительных органов.

Гидравлические копировальные устрой­ства характеризуются небольшим давлением щупа на копир и большой скоростью передачи команд от копировального устройства к ис­полнительным органам станка, оснащенного гидравлическими приводами подач.

ФКС с ЧПУ позволяют записать по ко­пиру управляющую программу и с ее помо­щью обработать детали, не только повторяю­щие копир, но и отличающиеся масштабом по всем или отдельным осям координат, изгото­вить прямую и зеркальную деталь, менять масштабирование в заданных зонах детали, использовать проформу, описывающую чет­верть или половину шаблона, для обработки всей детали. Кроме того, можно измерить копир или обработанную деталь по специаль­ной программе и ввести поправки, повышаю­щие точность.

Основные типы ФКС, их основные осо­бенности и области применения приведены в табл. 8.4.

8.2.2. Шпоночно-фрезерные полуавтоматы предназначены для фрезерования шпоночных пазов с наибольшей шириной 16 - 32 мм и наибольшей длиной 250 - 2000 мм концевыми и шпоночными фрезами в условиях серийного производства. Шпиндель может быть распо­ложен как горизонтально, так и вертикально.

При обработке пазов мерным инструмен­том перед каждым проходом фрезерную го­ловку или стол перемещают на глубину фрезе­рования, а затем осуществляют только про­дольную (вдоль оси детали) рабочую подачу. При фрезеровании пазов немерным инстру­ментом заданный размер паза получают путем поперечного смещения стола при перемене направления продольной подачи, либо с по­мощью реализуемого с высокой точностью качательного (осциллирующего) движения гильзы шпинделя, который смонтирован в этой гильзе с определенным эксцентрисите­том. Станки работают в полуавтоматическом цикле. За одну установку обрабатываются один или несколько соосных пазов одинаковой ширины.

Таблица 8.4. Основные типы копировально-фрезерных станков

Тип и схемы станков	Основные компоновочные и кон­структивные особенности	Область применения
Вертикальные с крестовым столом 1)	Одно щпиндельные станки (в том числе на базе консоль­ных и бесконсольных стан­ков) с выдвижным пинольным или не выдвижным шпинделем. Неподвижная стойка с направляющими для вертикального переме­щения шпиндельной бабки. Горизонтальный крестово- перемещающийся стол. Ос­нащаются преимущественно гидравлическими и электро­механическими копироваль­ными устройствами	Станки с шириной стола до 800 мм. Используются для обработки небольших и средних деталей сложной конфигурации в серийном производстве

Тип и схемы станков	Основные компоновочные и кон­структивные особенности	Область применения
Вертикальные с продольно- подвижным столом 2)	Многошпиндельные станки с выдвижными ползункового типа и не выдвижными вер­тикально-подвижными шпиндельными бабками. Поперечно-подвижная стой­ка и продольно-подвижный горизонтальный стол. Осна­щаются преимущественно устройствами ЧПУ	Станки с шириной стола до 1000 мм. Используют для обработки небольших и средних деталей сложной формы в крупносерийном производстве. При оснаще­нии ЧПУ возможно группо­вое использование станков от одного шаблона (управляющей программы) Продолжение табл. 8.4
Горизонтальные с продольно- подвижным столом 3)	Одношпиндельные станки с вертикально перемещающей­ся по неподвижной стойке шпиндельной бабкой пол­зункового тина. Плита вер­тикальной рабочей поверх­ностью для установки обра­батываемой детали и шабло­на смонтирована на про­дольно-подвижном столе (с возможностью регулировоч­ного смещения). Оснащают­ся электромеханическими копировальными устройст­вами и ЧПУ	Станки с шириной рабочей поверхности плиты детали до 1000 мм. Используются для обработки сложных поверхностей в деталях типа моделей, штампов, пресс- форм и т.п. в единичном и серийном производстве
Горизонтальные с продольно- подвижной стойкой 4)	Одношпиндельные станки с верти кально-перемещаю- щейся по стойке шпиндель­ной бабкой ползункового типа. Продольно-подвижная стойка. Плита с вертикаль­ной рабочей поверхностью для установки обрабатывае­мой детали монтируется на неподвижной станине (с возможностью регулировоч­ного смещения). Щуп ко- пирного устройства электро­механического типа устанав­ливается на шпиндельной бабке (а) или на специаль­ном кронштейне (б) с соот­ветствующим расположением плиты для шаблона	Станки с шириной стола 1600 мм и более. Использу­ются для обработки слож­ных поверхностей в круп­ных деталях типа штампов, пресс-форм и т.п. в еди­ничном и серийном произ­водстве