Файл: Маталин, А. А. Многооперационные станки.pdf

структора перед разработкой новой конструкции многоопераци­ онного станка провести тщательный анализ технологии изготов­ ления предполагаемых изделий для установления узкой группы деталей, подлежащих обработке. Применительно к технологиче­ ским особенностям этой группы деталей устанавливаются основ­ ные параметры проектируемого станка и разрабатывается его конструкция. Только при таком подходе к созданию многоопера­ ционных станков могут быть достигнуты полное использование их технологических возможностей и рентабельность практиче­ ского использования.

Таким образом, вместо общепринятого прежде подбора дета­ лей и отдельных операций к существующим металлорежущим станкам сейчас производится проектирование станков, наиболее полно удовлетворяющих технологическим требованиям групп деталей, подлежащих обработке. При этом в значительной мере происходит слияние технологических и конструкторских задач, возникающих перед инженером-механиком при проектировании, изготовлении и эксплуатации многооперационных станков.

Конструктивное оформление отдельных узлов и агрегатов, входящих в многооперационные станки, во многих случаях впол­ не оригинально и не повторяет соответствующие узлы обычных металлорежущих станков (цепные и дисковые магазины для режущего инструмента, автооператоры для его смены, общая компоновка).

Применение многооперационных станков оказывает замет­ ное влияние на характер труда обслуживающего персонала. Высокая степень автоматизации этих станков сокращает потреб­ ность в труде высококвалифицированных операторов, облегчает их труд и существенно уменьшает объем тяжелых подъемно­ транспортных работ. Роль рабочего-оператора ограничивается наблюдением за действием механизмов и устройств одного или нескольких станков. При этом уменьшается доля физического труда и возрастает значение труда инженеров и техников по на­ ладке станков и их ремонту, по составлению программ, кодиро­ ванию и проектированию технологических процессов.

Преимущества многооперационных станков перед другими видами металлорежущего оборудования, включая и станки с программным управлением, обеспечили быстрое их развитие и значительное увеличение выпуска. По-видимому, в дальнейшем эти станки станут основной частью мирового станочного парка и будут составлять в его объеме не менее 35—40%.

Очень большие перспективы для дальнейшего повышения производительности и эффективности в мелкосерийном и серий­ ном производстве имеет создание гибких автоматических линий

исистем станков, состоящих из ряда многооперационных станков

истанков с программным управлением, связанных общей транс­ портной системой и управляемых ЭВМ. Реализация подобных систем для различных видов деталей показала их высокую эф­

7

Глава /

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ

ИИХ КОМПОНОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ

§1. ОСОБЕННОСТИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ

ИИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Развитие металлообработки, совершенствование конструк­ ции режущего инструмента, создание новых твердосплавных, зльборовых и алмазных режущих материалов привело к резко­ му повышению режимов обработки и снижению основного вре­ мени.

В целях интенсификации обработки на универсальных станках путем сокращения вспомогательного времени, они были оснащены числовым программным управлением; стремление к дальнейшему снижению основного и вспомогательного времени оказало влияние на улучшение конструктивного оформления станков, создание механизмов хранения, смены и зажима инстру­ ментов и устройств, обеспечивающих полную автоматизацию всего процесса обработки детали на одном станке. Высоко­ автоматизированные станки с программным управлением пред­ назначены для универсальной обработки разнообразных деталей.

При работе на многооперационных станках для сокращения машинного времени предусматриваются более высокие скорости резания и подачи, чем на универсальных станках; числа оборо­

существенным является сокращение вспомогательного времени. Для этого применяется автоматическое перемещение стола, са­

60—70 мм. Автоматическая смена инструмента выполняется за 5—6 с (включая время автоматического изменения числа оборо­ тов и подачи, связанное со сменой инструмента). При этом на станках предусматривается автоматическое управление перехо­ дом с ускоренного перемещения на замедленное при подходе к требуемой координате и возможность чередования быстрой и рабочей подачи перемещаемых органов станка. Применяется также автоматическое управление исполнением стандартных

9

циклов обработки и автоматическое выполнение различных функций станка.

Единственным видом работы, выполняемым на этих станках вручную, является установка и крепление детали.

Необходимость обработки деталей с высокой степенью точно­ сти и малой шероховатостью поверхности привело к развитию приводов позиционирования и медленных подач, регулируемых приводов постоянного тока, гидравлических и тиристорных при­ водов. Наряду с применением регулируемых приводов улучше­ ны направляющие. На станках используют главным образом направляющие с роликовыми или шариковыми элементами пере­ мещения; винтовые пары скольжения заменены винтовыми па­ рами качения. Эти конструктивные изменения сократили время позиционирования, повысив его точность. Точность позициониро­ вания детали составляет ±0,01 мм, а точность повторной уста­ новки ±0,0025 мм.

Технологические возможности обработки на многооперацион­ ных станках чрезвычайно широки; они могут выполнять все виды работ, которые необходимы при обработке корпусных деталей. В частности, на многооперационных станках успешно выполня­ ются всевозможные виды фрезерных работ различными конст­ рукциями фрез: фрезерование плоскостей торцовыми фрезами, фрезерование пазов концевыми фрезами; фрезерование диско­ выми фрезами; фрезерование по контуру плоских или фасонных поверхностей, фрезерование внутренних платпков, приливов и поверхностей.

На многооперационных станках выполняют все виды работ, необходимые при обработке отверстий, в частности сверление по различным циклам обработки, рассверливание, зенкерование литых и предварительно обработанных отверстий, растачивание, последовательное растачивание в несколько проходов, растачи­ вание набором резцов, установленных в одной расточной борштанге, растачивание резцовыми головками отверстий большого диаметра, развертывание.

Технологические возможности растачивания отверстий резко возрастают с применением плансуппортной головки (см. рис. 52), радиальное перемещение резца которой программирует­ ся по заданному циклу (см. рис. 51). В этом случае возможно растачивание без смены инструмента ступенчатых отверстий, подрезание торцов, растачивание канавок и выточек, подрезание торца с противоположной стороны стенки детали, растачивание ступенчатых отверстий с внутренней стороны стенки деталей, растачивание конических и других отверстий (см. рис. 53).

На станке выполнима обработка всевозможных крепежных отверстий по разнообразным циклам обработки: сверление, на­ резание резьбы, подрезка торцов бобышек, зенкование и т. д. При этом близкое расположение отверстий не является препят­ ствием для их обработки.

10

По точности исполнения некоторые многооперационные стан­ ки близки к координатно-расточным станкам, поэтому на них выполняется тонкое растачивание отверстий, обеспечивающее второй класс точности при шероховатости поверхности на чугу­ не в пределах \76—S/7. Многие технологические возможности многооперационных станков определяются их компоновкой. Вы­ пускаемые в настоящее время станки компонуют по типу гори­ зонтальных и вертикальных консольно-фрезерных станков, бесконсольных вертикально-фрезерных и продольно-фрезерных станков, одностоечных и двухстоечных координатно-расточных станков и горизонтально-расточных станков. Большое количест­ во компоновок в основном можно объяснить повышенным спро­ сом на такие станки. Это обусловило значительное количество их изготовителей, которые строили эти станки на базе изготовляе­ мых ими универсальных станков. Каждый из перечисленных выше типов компоновок имеет свои отличительные признаки, обусловливающие технологические возможности, как по ряду выполняемых операций, так и по степени точности обработки.

Для удобства анализа компоновки многооперационных стан­ ков можно разбить на две группы, характеризующие их по рас­ положению шпинделя относительно рабочей плоскости стола: с расположением оси шпинделя перпендикулярно плоскости сто­ ла; с расположением оси шпинделя параллельно плоскости стола.

§ 2. МНОГООПЕРАЦИОННЫЕ СТАНКИ ВЕРТИКАЛЬНОЙ

компоновки

Первая группа станков обычно имеет вертикальный шпиндель и горизонтальный стол, что обусловливает применение их для обработки деталей, в которых обеспечен подход инструмента к заготовке с одной стороны. К таким деталям следует отнести корпусы типа плит и крышек (рис. 1) с параллельно расположен­ ными отверстиями. На таких станках можно обрабатывать де­ тали с прямоугольными и фасонными отверстиями, пазами и канавками. На станках этого типа, оснащенных трехкоординат­ ной контурной или универсальной системой ЧПУ, можно обраба­ тывать криволинейные поверхности выпуклой или вогнутой фор­ мы. Если такой станок оснастить поворотным столом типа гло­ бусного стола, применяемого на координатно-расточных станках, на нем можно будет обрабатывать заготовки, к которым необхо­ дим подход инструмента со многих сторон. Однако при этом ра­ бочий объем станка сокращается в 3—4 раза, что резко умень­ шает габариты обрабатываемых деталей.

Наиболее распространены три варианта компоновок много­ операционных станков первой группы по типу: 1) вертикального консольно-фрезерного станка; 2) бесконсольного вертикальнофрезерного станка или одностоечного координатно-расточного

II