Автоматизация металлорежущих станков

Автоматизированными называются станки, на которых роль рабочего сводится только к налаживанию определен­ных механизмов, контролю за их работой и исправлению этих механизмов в случае неполадок.

Станки с высокой степенью автоматизации делят на две группы: автоматы и полуавтоматы. Автоматы — стан­ки, у которых все рабочие приемы, за исключением за­грузки заготовок на партию деталей и контроля размеров, производятся автоматически.

Полуавтоматами называют станки, у которых цикл ра­боты также автоматизирован, но рабочий должен устанав­ливать и снимать каждую заготовку и производить пуск станка и контроль размеров деталей. С помощью специа­лизированных автоматов и полуавтоматов получают детали с достаточной точностью, повышается производительность труда при обработке деталей одного вида. Недостатком ав­томатических станков является их неуниверсальность Появление и совершенствование станков с ЧПУ от­крыло широкие возможности автоматизации серийного производства. В этом случае быстрый переход к изготов­лению новых моделей машин возможен только при на­личии гибкого переналаживаемого производства. Станки с ЧПУ сочетают широкие возможности быстрой перена­ладки с высоким уровнем автоматизации.

Станкостроительной промышленностью налажен вы­пуск многооперационных станков (обрабатывающих цен­тров), которые объединяют новейшие достижения стан­костроения, приборостроения, электроники, вычисли­тельной техники и технологии машиностроения. Многооперационные станки отличаются особо высокой концентрацией операций. На них производят черновую, получистовую и чистовую обработку сложных корпусных заготовок, содержащих десятки обрабатываемых поверх­ностей, разнообразные технологические переходы:

1. фрезерование плоскостей, уступов, канавок, окон, колодцев;

2. сверление;

3. зенкерование;

4. развертывание;

5. растачивание гладких и ступенчатых отверстий с вы­ сокой точностью их размеров и взаимного расположения.

На этих станках в специальных магазинах предусмот­рен большой запас режущих инструментов (до 50 и бо­лее), которые автоматически устанавливаются по ходу технологического процесса в рабочее положение.

Из станков с ЧПУ собирают гибкие автоматические линии (ГАЛы), из которых в свою очередь создают с при­менением роботов и манипуляторов автоматические цехи и целые автоматические (безлюдные) заводы.

Электрофизические способы обработки металлов

К электрофизическим способам обработки металлов сплавов относятся:

1. электроискровый;

2. электроимпульсный;

3. электроконтактно-дуговой;

4. ультразвуковой;

5. лучевые.

Первые четыре способа обработки, называемые в ряд случаев электроэрозионной обработкой токопроводящих металлов и сплавов, основаны на явлении местного раз рушения металла под действием электрического тока.

Электроискровая обработка основана на использовании кратковременных искровых зарядов. Сущность электроискрового метода состоит в том, что металл заготовки под действием электрических искровых разрядов разрушается, т. е. происходит электрическая эрозия, благодаря чему выполняется заданная обработка. Процео осуществляется на специальном станке и бакс, заполнен ном диэлектрической жидкой средой (маслом, керосином), в которой оторвавшиеся от анода частицы охлаждаются и оседают. Электроискровая обработка получил; наибольшее распространение для прошивки отверстие любой формы, в труднообрабатываемых материалах включая твердые, но токопроводящие сплавы.

Электроимпульсная обработка основана на использо­вании разрядов, возникающих между поверхностями ин­струмента и заготовки. Заготовка является катодом, а инструмент — анодом. Происходит плавление малых час тиц металла в зоне электрических разрядов, возникающих между электродами. Разряды возбуждаются с помощью импульсов напряжения, вырабатываемых специальными генераторами, дающими более продолжительный и мощ­ный дуговой разряд, чем при электроискровом методе. Данный способ применяют при:

1) трехкоординатной обработке штампов;

2. обработке пресс-форм, турбинных лопаток, ручьев в валках периодического проката;

3. обработке резцов, фрез и штампов из жаропрочных и твердых сплавов.

Электроконтактно-дуговая обработка заключается в электромеханическом разрушении обрабатываемого ма­териала на воздухе без применения электролита. Металл разрушается под воздействием электродуговых разрядов при быстром перемещении инструмента относительно обрабатываемой заготовки. В качестве инструмента ис­пользуют быстровращающийся диск. Диск и заготовка соединены с источником питания — понижающим транс­форматором. Такую обработку применяют для резки за­готовок, обдирки отливок или слитков, заточки инстру­мента, плоского шлифования или очистки от окалины, обработки цилиндрических поверхностей твердосплавны­ми резцами, прошивки отверстий и другой черновой об­работки плоских и криволинейных поверхностей.

Ультразвуковая обработка осуществляется с помощью ультразвуковых колебаний. Вибратор наносит удары по зернам абразива и направляет их на обрабатываемую за­готовку. Частицы абразива ударяют по ее поверхности, от­калывая и выбивая частички материала. В качестве абра­зива обычно применяют порошок карбида бора или элек­трокорунда различной зернистости, а для изготовления суспензии используют воду, керосин. Ультразвуковую обработку применяют:

1. для прошивания отверстий;

2. при долблении полостей и других видов обработки заготовок из твердых и хрупких металлов: стекла, твер­дых сплавов, закапенных сталей, кварца, германия, руби­на, минералокерамики.

Светолучевая обработка основана на использовании квантовых генераторов, называемых лазерами. Лазером осуществляются разрезка металла, получение очень малых отверстий и выполнение других видов размерной обработ­ки. Обработка материалов с помощью лазеров не требует вакуумных камер. Благодаря лазерам удается получать та­кие поверхности, износостойкость которых повышается минимум в 2 раза (инструмент из быстрорежущей стали).

Электронно-лучевая обработка основана на том, что электроны, излучаемые катодом в глубоком вакууме, уско­ряются в мощном электрическом поле и фокусируются в узкий пучок, направленный на обрабатываемую заготов­ку. Электронный луч, попадая на обрабатываемую повер­хность, мгновенно нагревает ее до температуры около 6000°С, вследствие чего даже самый тугоплавкий металл будет не только плавиться, но и испаряться, причем на очень малых площадях. Электронно-лучевой обработкой получают отверстия, пазы малых размеров (от 0,005 мм и выше) в труднообрабатываемых материалах.