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

Глава V II

КОНСТРУКЦИИ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ

§ 1. ПАРАМЕТРЫ МНОГООПЕРАЦИОННЫХ СТАНКОВ

Параметры многооперационных станков, их основные разме­ ры должны определять габариты обрабатываемых деталей, раз­ меры и взаимное расположение обрабатываемых поверхностей и баз для установки детали.

Этому условию могут удовлетворять следующие параметры:

1)размеры рабочей поверхности стола;

2)величины координатных перемещений рабочих органов вдоль осей X, Y и Z;

3)продольный ход шпинделя (для станков, выполненных со шпиндельной пинолью);

4)наименьшее расстояние от плоскости стола до оси шпин­ деля (для станков с горизонтальной осью шпинделя);

5)наименьшее расстояние от торца шпинделя до центра сто­ ла (для станков с горизонтальной осью шпинделя);

6)смещение центра стола в его среднем положении относи­ тельно оси шпинделя;

7)наименьшее расстояние от плоскости стола до торца шпин­ деля (для станков с вертикальной осью шпинделя);

8)вылет шпинделя (для станков с вертикальной осью шпин­ деля и одной стойкой);

9)расстояние между стойками (для станков с вертикальной осью шпинделя и двумя стойками).

Числовые величины параметров многооперационных станков обусловлены размерными рядами габаритов деталей, рядами размеров, форм и расположением обрабатываемых поверхностей. Выбор размерного ряда параметров может быть произведен, например, на основании статистического материала, обусловли­

вающего ряды габаритов и размеры обрабатываемых деталей. При выборе ряда параметров необходимо также обусловить ми­ нимальные затраты на выпуск деталей.

Если разделить все многообразие обрабатываемых на много­ операционных станках деталей по преобладающим в их изготов­ лении операциям, то можно выделить три группы деталей, при обработке которых: 1) преобладают фрезерные работы, а свер-

206

лильные операции ограничены изготовлением отверстий малой глубины; 2) преобладают сверлильные операции с изготовлени­ ем отверстий сравнительно большой глубины, а фрезерные опе­ рации ограничены выполнением легких работ (обработка небольших пазов, лунок и т. п.); 3) имеются и тяжелые фрезер­ ные работы, и сверлильные, и расточные операции для изготовле­ ния отверстий средней и больцюй глубины.

Для многооперационных станков с вертикальной осью шпин­ деля следует считать более целесообразным ряд параметров по ГОСТу 6464—69. Для многооперационных станков с горизонталь­ ной осью шпинделя предпочтительнее ряд основных параметров и размеров, принятый ГОСТом 7058—68. Однако в этом стан­ дарте по ширине стола ряд ограничен величиной 800 мм, что снижает эксплуатационные возможности и эффективность обра­ ботки деталей малых размеров. Кроме того, этим стандартом не ограничены такие параметры, как расстояние от оси шпинделя для плоскости стола и минимальное расстояние от торца шпин­ деля до центра стола, которые существенно влияют на эксплуа­ тационные качества станка. Указанные соображения следует учитывать при разработке ряда параметров. В частности, рас­ стояние от оси шпинделя до плоскости стола может быть ограни­ чено аналогично ряду, принятому в ГОСТе 165—65.

§ 2. КОНСТРУКЦИЯ ГЛАВНЫХ ПРИВОДОВ

По сравнению с главными приводами универсальных станков приводы шпинделей многооперационных станков обладают не­ сколько более высокой мощностью, что можно объяснить стрем­ лением обеспечить более высокий съем металла в единицу вре­ мени и соответственно сократить машинное время обработки детали. Диапазон скоростей вращения главных приводов много­ операционных станков, как правило, соответствует диапазону скоростей приводов аналогичных универсальных станков, а его выбор производится известными методами. Регулирование ско­ рости шпинделя осуществляется обычно бесступенчато, однако достаточно широко применяется и ступенчатое регулирование. В последнем случае коэффициент ряда скоростей не превышает величины 1,41.

Основной отличительной чертой главных приводов многоопе­ рационных станков является возможность дистанционного изме­ нения скорости, что обусловлено необходимостью управления приводом от системы ЧПУ.

По принципу действия двигателя главного привода много­ операционные станки можно разделить на три основные типа

207

Таблица 30

Параметры многооперацнонных станков с вертикальной осью шпинделя

• Р азм ер ы дл я станков с двум я стойками.

Таблица 31

Параметры многооперационных станков с горизонтальной осью шпинделя

20 8

привода: 1) с асинхронным электродвигателем; 2) с электродви­ гателем постоянного тока и 3) с гидродвигателями.

Приводы с асинхронным электродвигателем. Этот тип приво­ да в основном применяется в тех случаях, когда вес и габариты приводных элементов ограничены. Такие условия возникают при работе на станках малых размеров, а также тогда, когда привод необходимо расположить непосредственно на подвижном рабо­ чем органе, например на шпиндельной головке. Обладая сравни­ тельно малыми габаритами и весом, приводы такого типа могут передать достаточно высокую мощность, которая остается посто­ янной во всем диапазоне регулирования.

Кинематическая схема главного привода многооперационного станка с вертикальным расположением шпинделя, для привода которого использован асинхронный электродвигатель, приведена на рис. 77. В этом приводе электродвигатель 4 и связанная с ним ременной передачей 6 восьмиступенчатая коробка скоростей рас­ положены в верхней неподвижной части станка. Ведомый шли­ цевой вал 3 коробки передает вращение двухступенчатому пере­ бору, смонтированному в шпиндельной головке и связанному не­ посредственно со шпинделем 1. Изменение скоростей шпинделя производится переключением блоков 2 зубчатых колес. Переме­ щение последних производится серводвигателями 7, связанными реечными передачами с переключающими вилками 5. Для быст­ рого включения зацепления во время переключения скоростей главный двигатель сообщает коробке импульсное вращательное

Рис. 77. Кинематическая схема главного привода много­ операционного станка мод. 245ВФ4 Одесского завода прецизионных станков

движение. Крайние положения блоков контролируются конечны­ ми выключателями, которые передают информацию системе ЧПУ об окончании процесса переключения.

Разновидностью описанного выше привода являются приво­ ды с коробками скоростей, управляемыми электромагнитными муфтами. В такой коробке зубчатые колеса постоянно находят­ ся в зацеплении. Передача крутящего момента производится фрикционной многодисковой электромагнитной муфтой. Как правило, электромагнитные муфты имеют неподвижный токоподвод. Время переключения скоростей такой коробки значи­ тельно меньше.

В коробке могут быть применены косозубые зубчатые коле­ са, что способствует снижению шума.

Стремление уменьшить коэффициент ряда скоростей для луч­ шего использования режущего инструмента и сокращения потерь машинного времени привело к применению в приводах главного движения с асинхронным двигателем вариаторов. В основном нашли применение вариаторы с гибкой связью.

Кинематическая схема главного привода многооперационного станка мод. 243ВФ4, в котором применен вариатор в сочетании

Рис. 78. Кинематическая схема главного привода много­ операционного станка мод. 243ВФ4 Одесского завода прецизионных станков

210

ля производится с коэффициентом ф = 2, а диапазон регулирова­ ния вариатора ориентировочно равен 6.

Приводы с регулируемым электродвигателем постоянного тока. Приводы этого типа получили достаточно широкое распро­ странение в многооперационных станках. Преимуществами та­ ких приводов можно считать простую их конструкцию и легкость управления скоростями. К эксплуатационным недостаткам при­ вода следует отнести снижение мощности при уменьшении

к шпинделю производится через двух-четырехступенчатую короб­ ку скоростей с управлением электрическими сервоприводами, электромагнитными муфтами либо гидроавтоматикой. Питание таких электродвигателей в основном производится тиристорны­ ми преобразователями, обеспечивающими регулирование скоро­ сти в диапазоне 20—120 об/мин.

На рис. 80 приведена кинематическая схема и характеристика

шпинделя в пределах 32—1600 об/мин. При этом регулирование скорости электродвигателя производится в диапазоне 1 : 2,5 с по­ стоянной мощностью, а в диапазоне 1 :4 — при постоянном мо­

а — к и н е м а т и ч е с к а я с х е м а ; б — гр а ф и к ск о р о стей ; и — гр а ф и к м о щ н о сти ш п и н д е л я

212