Лекция на тему "Многоцелевые станки"

Многоцелевые станки

Общие сведения

Многоцелевой станок (МС) — это станок, предназначенный для выполнения нескольких различных видов обработки метал­ла резанием, оснащенный системой ЧПУ и автоматической сменой инструмента. IMC — это одношпиндельные станки с ре­вольверными головками (рисунок 1, а) или с инструментальны­ми и револьверными головками и инструментальным магазином (рисунок 1, б). В практику крупносерийного производства входят двухшпиндельные МС.

По назначению МС делятся на две группы: для обработки корпусных и плоских деталей и для обработки деталей типа тел вращения. В первом случае используют МС сверлильно-фрезерно-расточной группы, во втором — токарной и шлифовальной ФУПП.

Для систем управления МС характерны развитая сигнализа­ция о функционировании узлов и цифровая индикация их по­ложения, адаптивное управление, бесступенчатое регулирова­ние скорости подачи и частоты вращения шпинделя, а также ди­агностика отказов.

Рисунок 1 - Инструментальные узлы многоцелевых станков  револьверными головками (а) и с инструментальным магазином,  револьверной и инструментальной головками (б):

1,3 – револьверные головки, с невращающимся и вращающимся инструментом соответственно; 2 – стойка, 4 – инструментальный магазин; 5 – инструментальная головка.

Компоновка. По компоновке МС делятся на горизонтальные и вертикальные в зависимости от расположения оси шпинделя. На рисунке 1, а —г показаны горизонтальные МС для обработ­ки заготовок корпусных деталей. Стойка 1 (см. рисунок 1, а) с пе­ремещающейся по ней в вертикальном направлении шпиндель­ной бабкой 2 устанавливается неподвижно либо перемещается по станине 3. При неподвижной стойке 1 стол 5 с поворотным столом 6 перемещается по двум взаимно-перпендикулярным осям с помощью салазок 4, снабжённых крестообразно расположёнными верхними и нижними направляющими.

Рисунок 2 - Компоновки узлов многоцелевых станков: а — горизонтальная с неподвижной стойкой, крестовым и поворотным сто­лом; б — горизонтальная с подвижной по одной оси координат стойкой, сто­лом и поворотным столом; в — горизонтальная с неподвижным поворотны столом и крестовой стойкой; г — горизонтальная с подвижной по одной ос координат стойкой и с поворотно-наклонным столом; д — горизонтальная неподвижной стойкой и поворотным вокруг горизонтальной оси координат столом; е — вертикальная с неподвижной стойкой и крестовым столом; ж -  вертикальная с двумя стойками, подвижным столом и поперечиной; з- - вертикальная с двумя стойками и подвижным порталом; 1  — стойка; 2 — щпиндельная бабка; 3 — станина; 4, 7— салазки; 5, 6, 8 — столы; 9 — шпиндель, 10 — бабка изделия; 11 — портал; 12 — плита; 13 — поперечина

Рисунок 3 - Постоянные технологические циклы обработки на МС: 1 - фрезерование наружного контура; 2 - глубокое сверление с выходом сверла для отвода стружки; 3 — растачивание ступенчатых отверстий; 4 — обратное цекование с ориентацией шпинделя; 5 — сверление отверстия; 6 — Растачивание отверстия на специальной оправке; 7, 8 — фрезерование внут­ренних контуров; 9 - нарезание резьбы; 10 - фрезерование внутренних ка­навок дисковой фрезой; 11 — цекование отверстий; 12 — фрезерование Top-Новой фрезой; 13 — обработка поверхностей деталей типа тел вращения

Автоматическая смена инструмента.

 Устройства автомати­ческой смены инструмента (АСИ) необходимы в МС при нали­чии в них инструментальных магазинов. Схемы работы уст­ройств АСИ.

Рисунок 4. - Схемы смены инструмента автооператором в зависимости от взаимного расположения осей инструмента и шпинделя МС:

а, б – при параллельном расхождении,  в, г, д - при перпендикулярном расположении, 1 - шпиндельная бабка; 2 - шпиндель; 3 - автооператор; 4, 8- инструментальные магазины; 5, 6 - гидроцилиндры; 7 - кантователь

Рисунок 5 - Перенос (а) и кантование (б) инструмента при его автомати­ческой смене и устройство АСИ (в): 1- шпиндель; 2 — инструментальная оправка; 3 — автооператор; 4 — режущий инструмент; 5 — инструментальный магазин; 6 — реечно-зубчатая пере­дача; 7 — кантователь; 8 — шток; 9 — гидроцилиндр; 10 — делительный диск; 11 — диск инструментального магазина; 12 — электродвигатель

Горизонтальный МС с четырьмя управляемыми осями координат.

Станок предназначен для обработки заготовок кор­пусных деталей 9 , устанавливаемых в зажимном приспособлении 2 (или на столе-спутнике 10) на поворотном столе 1. Шпиндельная бабка 4 вместе со шпинделем 3 переме­щается по вертикальным направляющим подвижной стойки 7. В верхней части станины смонтирован инструментальный ма­газин 6, а справа — поворотная платформа 8, на которой устанав­ливают зажимные приспособления 2 (или столы-спутники 10) с заготовками. Смена инструмента осуществляется автоопера­тором 5, управление — УЧПУ 11, которое получает питание от шкафа 12 электрооборудования.

Контрольные вопросы

1.  Чем отличаются многоцелевые станки от токарных, фрезерных, сверлильных и других станков с ЧПУ?

2.  Какие основные узлы имеют многоцелевые станки для обработ­ки заготовок корпусных деталей?

3.  В каких многоцелевых станках используется автоматическая сме­на инструмента?

4.  Как осуществляется смена режущего инструмента на многоцеле­вых станках?

5.  В чем преимущества токарных многоцелевых станков с верти­кальным расположением шпинделя и портальным суппортом?

6.  Почему на многоцелевых станках следует применять систему мониторинга состояния инструмента и процесса обработки?

7.  Какие инструментальные магазины применяются в многоцелевых станках?

8.  Каково назначение автооператора?