Файл: Станки с программным управлением..pdf

Все эти преимущества станка с системой «Контур 2ПТ-71» •существенно расширили область его рационального использова­ ния.

Значительное место в номенклатуре машиностроительных за­ водов занимают детали, обрабатываемые в патроне или на оп­ равке, без задней бабки. Такие детали можно обрабатывать и на центровом станке, но при этом часто возникает необходимость в расширении номенклатуры режущего инструмента, т. е. уведичении числа позиций резцедержателя. Значительную трудность представляет обеспечение хорошего стружкоотвода. Стружкообразование при обработке патронных деталей иное, чем при обра­ ботке валиков: с инструментов сходит большое количество слив­ ной стружки. Поэтому и возникла необходимость в станке, специально предназначенном для патронных работ, с большим количеством устанавливаемого инструмента и улучшенным стружкоотводом.

Таким станком стал токарный патронный полуавтомат мод. 1Ф616ФЗ, спроектированный и выпущенный заводом в 1970 году.

Управление в нем осуществляется с помощью системы ЧПУ «Контур 4МИ» или «Контур ЗП». Станок имеет специальную ком­ поновку, оснащен шестипозицікжныім резцедержателем. Анализ деталей, подлежащих обработке на патронных станках, показал,

что около 60% из них можно обработать при шести инструментах в резцедержателе. Этот станок был изготовлен в двух вариантах: один — с приводом подач, аналогичным серийному станку мод. 1А616ФЗ; другой — с приводом поперечных подач, где было оп­ робовано специальное оригинальное следящее устройство, позво­ ляющее значительно увеличить скорость холостых перемещений при сохранении рабочей дискретности в 0,005 мм.

Однако дальнейшее интенсивное повышение быстродействия электрогидравлических шаговых приводов и систем ЧПУ показа­ ло бесперспективность продолжения работ в этом направлении. Испытание обоих вариантов станка дало хорошие результаты по точности и стабильности обработки, жесткости конструкции и вме­ сте с тем выявило недостаток этой компоновки. Поперечное распо­ ложение станины и относительно малое для нашего типоразмера станка расстояние от ее направляющих до оси шпинделя затруд­ няют нормальный отвод стружки из зоны резания.

Возникла необходимость продолжения поиска оптимального варианта компоновки станка для патронных работ. В 1971 году был спроектирован и изготовлен новый токарный патронный по­ луавтомат мод. 1П717ФЗ.

Расположение направляющих станины в вертикальной плоско­ сти обеспечило благоприятные условия схода стружки, удобство обслуживания станка и ограждения рабочей зоны. На Всесоюз­ ной выставке «Станки 72» эта модель была удостоена серебряной медали. Первая партия станков выпущена в стыковке с системой ЧПУ «Контур 2ПТ-71». С 1973 года завод продолжает выпуск этих станков с более современной системой «Программатор ЭМ-907».

31

Учитывая потребность машиностроения в токарных станках с ЧПУ, осуществляющих резьбонарезание, в 1970 году завод при­ ступил к созданию такого станка. Работа развернулась по двум направлениям. Первое — оснащение серийного станка мод. 1А616ФЗ резьбонарезным устройством, управляемым от програм­ мы, и второе — модернизация пульта «Контур ЗП-68» с целью управления резьбонарезанием непосредственно системой ЧПУ. Второе направление более перспективно. Успешное решение зада­ чи по модернизации пульта «Контур ЗП-68» позволило создать спе­ циальный токарный станок мод. КТ100А, обеспечивающий нареза­ ние ряда резьб с управлением процесса непосредственно от си­ стемы ЧПУ.

Опробование привода продольных подач станка мод. 1А616ФЗ с дискретностью 0,05 мм дало неудовлетворительные результаты по точности формообразования винтовой линии. Потребовалось снижение дискретности привода до 0,01 мм. Для оптимизации ре­ жимов резания, резьбонарезания и обточки, значительно отличаю­

Произведенные заводом изменения в пульте «Контур ЗП» в со­ четании с фотоэлектрическим датчиком, разработанным Вильнюс­ ским филиалом ЭНИМС (типа ВЕ51), позволили впервые в стране на отечественном программном станке нарезать метрические резь­ бы по второму классу точности.

Дальнейшее совершенствование отечественных электронных си­ стем числового программного управления металлорежущими станками позволило разработать новую прогрессивную систему ЧПУ для токарных станков типа «Программатор ЭМ-907». Эта система расширяет технологические возможности станков, а сле­ довательно, и область их эффективного использования.

Максимальная величина ускоренных перемещений суппорта до­ стигает в них 2,4 м/мин для поперечного и 4,8 м/мин для продоль­ ного перемещений.

Кроме того, обеспечивается возможность нарезать любые резь­ бы с шагом до 10 мм, а на торце — архимедовы спирали. Систе­ ма позволяет также активно вмешиваться в процесс отработки станком программы без потери числовой информации.

На базе станка мод. КТ100А для испытания и отладки опытно­ го образца этой системы на заводе спроектировали и изготовили специальный станок мод. КТ100ЭМ.

Испытания дали положительные результаты. Технологические возможности системы, ее работоспособность послужили основа­ нием к внедрению ее в модели новых станков, выпускаемых за­ водом.

В 1972 году на базе нового серийного токарно-винторезного станка мод. 16Б16П, заменяющего станок мод. 1А616, был спроек­ тирован и изготовлен центровой токарный станок мод. 16Б16ФЗ с системой «Программатор ЭМ-907». Два четырехпозиционных рез­

32

цедержателя, автоматическая коробка скоростей, нулевая точка, возможность нарезания различных резьб, а также коррекции по­ ложения режущего инструмента, высокая жесткость конструкции станка и большие скорости подач позволяют эффективно исполь­ зовать станок для токарных работ в широком диапазоне машино­ строительного производства.

§ 1. ТОКАРНЫЙ СТАНОК С ЧПУ МОД. 1А616ФЗ

Станок мод. 1А616ФЗ предназначен для токарной обработки разнообразных тел вращения в центрах и патроне. Образующая детали может быть любой формы, ограничиваемой лишь возмож­ ностями режущего инструмента, требуемыми точностью и чисто­ той поверхности. Деталь обрабатывается в один или несколько проходов, одним или несколькими (до четырех) резцами.

Числовое программное управление станком осуществляется от системы «Контур 2ПТ-71». В предшествующих модификациях ста­ нок был состыкован с системами «ПРС-ЗК», «ПРС-ЗК-Т», «Кон­ тур 4МИ» и «Контур ЗП-68». На рис. 9 приведен общий вид станка.

Станок спроектирован на базе серийно выпускаемого заводом универсального токарно-винторезного станка мод. 1А616.

Рис. 9. Станок мод. 1А616ФЗ.

Для осуществления продольных и поперечных подач суппорта служат комплектные электрогидравлические шаговые приводы ти­ па Э32Г18-2, составленные из шаговых электродвигателей ШД-5Д1 и гидроусилителей моментов 2Г18-22 для поперечного хо­ да, и типа 2Г18-24 для продольного хода суппорта (рис. 10).

X о

sПо

:S2и «о

О н

О4)О XС

О)

•Ѳ'то

>» ч s 9

2 ь 3Sа

ЕГТО

но на

>> о

XG

<ищ

е

Ои

•= і

=ч ач 1

« 3*-

g.5 Э

cf то 3

ssg

«ей*ч > . 5 ,

й £ ТО<**5

О Чs

а

т о 50 к

ч. . ч

„TOTO

аa

т о т о о

3 3 5

I I ш

“"ЧѵН

34

Привод продольных подач установлен на передней стенке ста­ нины. За один управляющий импульс, поданный от системы ЧПУ на шаговый двигатель 1, выходной вал 3 гидроусилителя 2 пово­ рачивается на ИЗО'. Для продольной подачи с линейным значе­ нием отработки одного импульса 0,05 мм выходной вал гидроуси­ лителя через промежуточный вал 4 и втулку-муфту 5 соединяет­ ся непосредственно с ходовым винтом 6 шариковой гайки 7, шаг которого равен 12 мм.

Осевой зазор в левой опоре ходового винта с двумя упорны­ ми подшипниками регулируется гайками 8. Шариковая винтовая пара работает с предварительным натягом, который регулирует­ ся односторонним поворотом полугаек 9 я 10 на одинаковое чис­ ло зубьев относительно корпуса гайки 7. Поворот на один зуб при шаге винта 12 мм и количестве зубьев 2=92 в полугайке 9 и 2=93 в полугайке 10 придает им относительное осевое смещение на 0,00116 мм. Этим достигается плавность регулировки натяга. Все остальные соединения привода выполняются с обеспечением минимальных зазоров. Шариковая винтовая пара предохраняется от загрязнения с помощью специальных подпружиненных вклады­

Фартук представляет собой кронштейн, связывающий гайку винтовой пары качения продольных перемещений с кареткой суп­ порта. В его корпусе имеется резервуар для смазки этой винтовой пары и направляющих суппорта.

Смазка осуществляется вручную плунжерным насосом, смон­ тированным в корпусе фартука. На фартуке установлен пульт ручного управления станком. На заднем торце каретки закреплен привод поперечных подач (рис. 11), который представляет собой червячный редуктор в сочетании с шариковой винтовой парой. При шаге винта 5 мм на один управляющий сигнал ползушка суппор­ та перемещается на 0,005 мм.

От электрогидравлического шагового привода Э32Г18-22, ана­ логичного приводу продольных подач, с помощью беззазор­ ной поводковой муфты 1 получает вращение червячная пере­ дача.

тельное смещение половинок червячного колеса вокруг оси обес­ печивает выборку зазора в зацеплении. Смещение половинок осу­ ществляется с помощью эксцентрикового винта 7, а регулировка за­ зоров в опорах червяка — подгонкой компенсаторного кольца 2. Осевой зазор по оси винта шариковой пары выбирается с помо­ щью гайки 4. Предварительный натяг в шариковой паре 5 произ­ водится так же, как и в приводе продольных подач. Односторон­ ний поворот полугаек шариковой пары на один зуб относительно корпуса 5 дает осевое смещение в 0,00132 мм.

Смазка червячной передачи и подшипников осуществляется разбрызгиванием из масляной ванны корпуса.

Резцедержатель (рис. 12) смонтирован на поперечной ползущ­ ие, в передней ее части. В автоматическом цикле работы станка ■он управляется от программы и обеспечивает последовательный выход каждого из четырех инструментов в исходное рабочее по­ ложение. В наладочном режиме управление осуществляется вруч­ ную переключателем. Инструменты крепятся в быстросменных рез­ цовых блоках трех типов: для резцов наружной обработки, ра­ сточных резцов и для концевого инструмента.

Резцовые блоки базируются на двух призмах. Поворот и за­ жим резцедержателя осуществляются гидроцилиндром, прифлан­ цованным к поперечной ползушке.

Шток-рейка 1 поворачивает шестерню-кулачок 2, жестко за­ крепленную на вертикальном валу 3. Кулачок 2, контактируя с неподвижным кулачком 4, за счет торцевых зубьев с участками двух кривых зажимает и разжимает корпус резцедержателя 5, а кулачки 6 и 7 обеспечивают его поворот. При повороте в поло­ жение «Отжато» кулачок 2 позволяет корпусу резцедержателя под действием пружины 8 вместе с валом подняться вверх, выво­ дя базовые торцовые зубья корпуса резцедержателя из зацепле­ ния с основанием-стойкой 9.

К моменту выхода торцовых зубьев из зацепления зуб кулач­ ка 7, вращающегося вместе с валом 3, встречается с зубом кулач­ ка 6 и начинает поворачивать его вместе с резцедержателем на 90°. При обратном ходе шток-рейки зубья кулачков 6 и 7 проска­ кивают относительно друг друга за счет скоса на кулачках и сжа­

тия пружины 10.

Предварительная фиксация корпуса резцедержателя фиксато­ рами 11 не позволяет ему провернуться в обратную сторону.

Масло в полость цилиндра подводится через отверстия в пол­ зушке с ее заднего торца. В ползушке предусмотрен резервуар для смазки поперечной винтовой пары качения.

Для защиты рабочего от разлетающейся стружки и эмульсии установлено ограждение с прозрачным экраном. Оно может пере­ мещаться вдоль станка по направляющим, смонтированным на каретке, и откидываться вверх.

Охлаждающая жидкость в зону резания подается по трубкам из бака, прикрепленного к правой тумбе под корытом. В автома­ тическом цикле электронасос охлаждения управляется по прог­ рамме, а в наладочном режиме — от кнопки.

Система ЧПУ «Контур 2ПТ-71» позволяет иметь на станке 0-точку положения суппорта с заданными координатами относи­ тельно оси и фланца шпинделя. Для этой цели на станке в про­ дольном направлении установлен путевой выключатель 11 (рис. 10), дающий команду для снижения скорости выхода в О-точку, и бес­ контактный путевой выключатель 12, включающий лепесток 13 которого дает команду системе ЧПУ на фазировку шагового электродвигателя. В поперечном направлении снижение скорости

37