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

Рис. 84. Кинематическая схема привода продольных подач стола многооперационного станка мод. 6906ВФ4

Наиболее распространенная в многооперационных станках кинематическая схема привода приведена на рис. 84. Регулиру­

(рис. 85). Это позволяет при незначительном усложнении кон­ струкции привода значительно снизить шум, возникающий при ускоренных перемещениях рабочего органа.

Электрические приводы подач многооперационных станков больших размеров имеют более усложненную кинематическую цепь (рис. 86), что обусловлено необходимостью расширения диапазона регулирования из-за возрастания величины быстрого перемещения рабочего органа. В этих случаях вместо зубчатого редуктора применяются двухступенчатые коробки скоростей, которые управляются электромагнитными муфтами. При этом рабочие и вспомогательные подачи осуществляются через замедлительный перебор, а ускоренное перемещение рабочего орга-

219

на производится при прямом соединении выхода коробки с элек­ тродвигателем.

Среди электрических приводов подач следует также отметить и приводы с силовыми шаговыми двигателями. Приводы такого типа в основном применяют на многооперационных станках нормальной точности с контурной системой ЧПУ. Шаговый дви­ гатель присоединяется непосредственно к конечному звену кине­ матической цепи. Управление двигателем производится от элек­

жет быть равна 0,02—0,05 мм, что позво­ ляет использовать такой привод лишь для сравнительно грубого позициониро­ вания рабочего органа.

Большое применение в многооперационных станках для привода подач нашли гидроприводы. Для приводов первой группы находят применение гидроцилин­ дры с сервоуправлением (рис. 87). Гид­ роцилиндр 2 связан с пинолью 4 шпинде­ ля двумя реечными и одной зубчатой па­ рой. Пиноли может сообщаться 16 подач в пределах 0,3—0,95 мм/об, а также ус­ коренный подвод со скоростью 3300 мм/ мин и отвод со скоростью 4300 мм/мин.

Рис. 87. Привод подач пиноли многооперационного станка мод. Numericenter (фирма Giddings and Lewis — Fraser)

220

Переход с ускоренного хода на рабочую подачу осущест­ вляется автоматически пере­ ключателем давления 3, кото­ рый срабатывает, как только инструмент коснется детали 1. Это позволяет при составле­ нии программы не учитывать длину инструмента, что суще­ ственно сокращает время про­ граммирования. Вместе с тем привод от гидроцилиндра не может обеспечить достаточно высокой плавности перемеще­ ния и поэтому он применяется в основном для сравнительно грубых работ, при сравнитель­ но грубом позиционировании.

Приводы с гидродвигателя­ ми обеспечивают весьма высокую плавность перемещения рабо­

чего органа. Кроме того, диапазон регулирования скорости со­

Для обеспечения устойчивого вращения двигателя и повыше­

включен датчик скорости или положения, а также сервозолот­ ник. Привод с обратной связью обеспечивает плавное вращение вала гидродвигателя со скоростью менее 1 об/мин, что позволяет пристраивать гидродвигатель непосредственно к конечному зве­ ну кинематической цепи.

Гидродвигатели применяются двух типов — аксиально-порш­ невые и лопастные. Из лопастных гидродвигателей наибольшее распространение получили двигатели с вращающимися лопастя­ ми и двигатели ролико-лопастные с вращающимися отсекателями.

На рис. 88 приведена схема гидродвигателя с вращающими­ ся лопастями. Гидродвигатель состоит из статора 13 и ротора 15 с вмонтированными в него поворотными лопастями 2, 3, 8, 10f 12 и 18. В статоре имеются четыре диаметрально расположенные камеры — соответственно 1 и 9 — высокого давления и 4 и 14 — низкого давления, которые соединены каналами 11 и 17. Поток масла, поступающий в камеры высокого давления через отвер­ стие 7, воздействует на радиально расположенные лопасти 2 и 10, приводя во вращение ротор. Масло, находящееся в камерах низкого давления, вытесняется через отверстие 5. Между лопас­ тями 10 и 12, а также между лопастями 2 и 3 образуются поло­

221

сти, в которых в начальный момент образуется промежуточное давление, удерживающее лопасти в рабочем состоянии. При дальнейшем вращении эти полости соединяются с камерами низ­ кого давления, и находящееся в них масло вытесняется башма­ ками 6 и 16. Лопасти при переходе мимо башмаков с помощью кулачкового механизма поворачиваются, обеспечивая свободное вращение ротора мимо башмаков. После входа лопасти в камеру высокого давления кулачковый механизм поворачивает ее для взаимодействия с потоком масла.

Существенное влияние на плавность перемещения рабочего органа многооперационного станка и точность его позициониро­ вания оказывает кинематическая цепь привода подач и, в част­ ности, ее длина и жесткость. В целях повышения жесткости при проектировании привода подач стремятся длину кинематической цепи максимально сократить, а жесткость конечного звена мак­ симально повысить. Наилучшие результаты по жесткости дает применение в конечном звене винтовой пары качения. Обладая высокой жесткостью, такая пара одновременно обеспечивает высокую долговечность.

§ 4. КОНСТРУКЦИЯ МЕХАНИЗМОВ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТОВ

Одной из характерных особенностей многооперационных стан­ ков является оснащение их механизмами автоматической смены инструментов для сокращения вспомогательного времени. Су­ ществуют различные компоновки, конструкции и схемы этих ме­ ханизмов, свидетельствующие о том, что поиск оптимальных решений еще далек от завершения. К механизмам автоматичес­ кой смены инструментов предъявляют следующие требования: 1) минимальные затраты времени на смену инструментов; 2) вы­ сокая надежность работы; 3) достаточная емкость магазина при минимальной занимаемой площади; 4) механизм не должен ограничивать рабочий объем станка; 5) удобство обслуживания; 6) надежные предохранения инструментов и их посадочных мест от загрязнения и запыления; 7) возможность ручной смены ин­ струментов.

Конструктивное и компоновочное исполнение механизмов ав­ томатической смены инструментов зависит главным образом от типа станка, расположения шпинделя, количества и типов при­ меняемого инструмента, времени смены инструмента.

Компоновки этих механизмов в станках сверлильно-фрезер­ но-расточной группы принято разбивать на три основные группы механизмов: 1) с заменой всего шпиндельного узла; 2) со сменой инструмента в шпинделе станка; 3) комбинированные.

Устройства первой группы обычно выполняются либо в виде револьверной головки с набором шпинделей, либо в виде мага­ зина, в котором размещаются шпиндельные узлы. Магазины

222

в шпинделях; 2) достаточно большое количество инструментов; 3) малое время смены (2,4—3 с).

Однако из-за существенных недостатков (ограниченность рабочего объема станка; высокая стоимость; невысокая точ­ ность обработки) такие механизмы не получили распростране­ ния.

Смена инструментов с помощью револьверной инструменталь­ ной шпиндельной головки, в которой заблаговременно укрепле­ ны инструменты, осуществляется индексацией корпуса головки. К достоинствам таких устройств следует отнести малое время смены и возможность наиболее простым образом превратить любой станок с программным управлением в многооперационный станок, возможность установки шпинделей для тяжелых и лег­ ких работ. Цикл смены состоит из расфиксации револьверной головки и поворота с последующей фиксацией. На рис. 90 пока­ заны расположение шпинделей и часть привода главного движе­ ния; поворот головки, фиксация и зажим осуществляются гид­ равлически.

В станке, показанном на рис. 91, поворот восьмипозиционной револьверной головки осуществляется мальтийским крестом, включающим фрикционную механическую муфту сцепления. Фиксация револьверной головки осуществляется коническим штифтом, западающим в сменные прецизионные конические втулки и управляемым от кулачка; зажим револьверной голов­ ки осуществляется У-образным периферийным кольцом с приво­ дом от кулачка. Револьверная головка монтируется на каретке, совершающей вертикальные перемещения. В крайнем верхнем положении каретки револьверная головка автоматически расфиксируется, отжимается муфта привода вращения шпинделей, отводится и производится поворот револьверной головки до нужной позиции. При перемещении каретки вниз из крайнего

223