Файл: А. В. Демидов С. Л. Новокщенов.pdf

136 косерийного и единичного производства.
По виду управления станки с программным управлением делят- ся на станки с системами циклового программного управления и
станки с системами числового программного управления. В ос- новном распространены станки с числовым программным управле- нием (ЧПУ).
Числовое программное управление станком — управление об- работкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме. Совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программ- ных средств, обеспечивающих числовое программное управление станком, называют системой числового программного управления.
Числовое программное управление станками по технологи- ческим признакам подразделяют на позиционное, контурное, адап- тивное и групповое.
Позиционное управление — числовое программное управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит в заданные точки, причем траектории перемещения не задаются. Та- кое управление применяют в основном в сверлильных и расточных станках для обработки плоских и корпусных деталей с большим числом отверстий.
Контурное управление — числовое программное управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит по заданной траектории и с заданной скоростью для получения не- обходимого контура обработки. ЧПУ для контурной обработки по- зволяет осуществлять непрерывное управление скоростями рабочих движений инструмента относительно заготовки и обеспечивает их заданные положения в каждый момент времени в соответствии с профилем детали, т. е. обеспечивает автоматический обход режуще- го инструмента по заданному контуру детали. Для обработки пло- ских деталей используют системы контурной двухкоординатной, а для объемных деталей — трехкоординатной обработки.
Адаптивное управление — числовое программное управление, при котором обеспечивается автоматическое приспособление про- цесса обработки заготовки к изменяющимся условиям обработки по определенным критериям.
Групповое управление — числовое программное управление группой станков от ЭВМ, имеющей общую память для хранения управляющих программ, распределяемых по запросам от станков.

137
В зависимости от основных операций обработки станки с ЧПУ объединены в различные технологические группы.
Токарные станки с ЧПУ являются наиболее многочисленной группой в парке станков с ЧПУ. Их выпускают в следующих испол- нениях: центровые, патронные, патронно-центровые и карусельные.
В основном токарные станки имеют горизонтально расположенную ось шпинделя. Исключение составляют двухсуппортные станки и карусельные станки для обработки крупных деталей. По расположе- нию направляющих суппорта токарные станки с ЧПУ выпускают с горизонтальным, вертикальным или наклонным расположением.
Токарные станки имеют две управляемые координаты: Z — вдоль оси шпинделя; Х — перпендикулярно этой оси. Перемещение по оси Z осуществляется кареткой станка, вдоль оси Х— попереч- ными салазками суппорта. На поперечных салазках установлены либо резцедержатель (при смене инструмента из магазина), либо револьверная поворотная инструментальная головка. Головка может иметь два различных положения оси поворота: совпадающее по на- правлению с осью 2 и перпендикулярное плоскости ХZ. Существует тенденция оснащения станков не одной, а двумя револьверными го- ловками (рис. 4.40).
Рис. 4.40. Токарный станок с ЧПУ с двумя револьверными головками
Одна головка 2 имеет ось поворота, совпадающую по направ- лению с осью Z и используемую для обработки наружных поверхно- стей. Другая головка 3 имеет ось поворота, перпендикулярную плоскости ХZ, и инструменты, закрепленные в ней, предназначены

138 для обработки внутренних поверхностей. Располагают головки по разные стороны от оси шпинделя с некоторым сдвигом относитель- но друг дуга: головка 2 установлена на поперечные салазки 4 ближе переднему торцу шпинделя 1, а головка 3 удалена от него. Такое размещение способствует лучшему доступу инструментов к обраба- тываемой заготовке. На станках с двумя головками в работе могут участвовать 10—16 режущих инструментов.
Расточные и сверлильные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы: с горизонтальным или вертикальным распо- ложением шпинделя. На расточных станках фрезеруют плоскости и пазы, сверлят и зенкеруют отверстия, растачивают отверстия, подре- зают торцы, разрезают резьбу метчиками.
На расточных станках с вертикальным расположением шпин- деля целесообразно обрабатывать плоские заготовки (планки, пли- ты, фланцы, рычаги и др.), на горизонтально-расточных — корпус- ные детали. Для обработки заготовки с разных сторон на станках с вертикальным шпинделем необходимо иметь различные ее устано- вы. Обработку с четырех боковых сторон на горизонтально- расточном станке можно выполнять при одной установке заготовки, осуществляя поворот стола.
Сверлильные станки с ЧПУ изготовляют в двух исполнениях:
вертикально-сверлильные и радиально-сверлильные. На них можно выполнять разнообразные работы: сверление, зенкование, зенкеро- вание, развертывание, нарезание резьб, фрезерование и т. д. Наличие крестового стола, возможность работать последовательно несколь- кими инструментами, а в некоторых случаях и многоинструмен- тальными головками значительно расширяют возможности станка.
Фрезерные станки с ЧПУ компонуют по типу вертикальных и
горизонтальных консольных и бесконсольных одно- и двухстоечных станков. Горизонтально-фрезерные станки оснащают поворотным столом, управляемым по программе.
На фрезерных станках с вертикальным шпинделем преиму- щественно изготовляют плоскостные и коробчатой формы детали небольших габаритных размеров, а также и сложные поверхности плоских и объемных кулачков, шаблонов и других деталей. На стан- ках с горизонтальным шпинделем обрабатывают поверхности кор- пусных деталей, расположенные в различных плоскостях.
В соответствии с классификацией систем управления принята следующая система обозначения моделей станков с ПУ. К основ-

139 ному обозначению модели станка добавляют один из следующих индексов: Ц—станки с цикловым управлением; Ф1—станки с циф- ровой индексацией положения, а также станки с цифровой индекса- цией и ручным вводом данных; Ф2 — станки с позиционными
СЧПУ; ФЗ — станки с контурными СЧПУ; Ф4 — станки со сме- шанными системами ЧПУ.
Кроме того, введены индексы, отражающие конструктивные особенности станков, связанные с автоматической сменой инстру- мента: Р — смена инструмента поворотом револьверной головки; М
- смена инструмента из магазина. Индексы Р и М записывают перед индексами Ф2 и ФЗ: например, РФ2 — станки с позиционной СЧПУ с револьверной инструментальной головкой; МФЗ — станки с кон- турной СЧПУ со сменой инструмента из магазина; МФ4 — станки со смешанными системами управления и магазином инструментов.

140 станки имеют инструментальные магазины с запасом в 15—30, а при необходимости в 50—100 и более инструментов.
Еще одна важная особенность большинства многоцелевых станков — наличие стола или делительного приспособления с пе- риодическим или непрерывным (по программе) делением. Это обя- зательное условие для обработки заготовки с нескольких сторон без переустановки. Станки новых конструкций оснащают дополнитель- ными столами и устройствами для автоматической смены заготовок.
Заготовки предварительно закрепляют на приспособлении-спутнике, и вместе с ним они попадают с дополнительного стола на основной.
Установку заготовки в спутник и снятие обработанной детали про- изводят во время работы станка. Таким образом, вспомогательное время, затрачиваемое на загрузку станка, сводится к минимуму.
Многоцелевые станки имеют чаще всего контурную систему управления, позволяющую обрабатывать разнообразные криво- линейные поверхности, фрезеровать отверстия и т. д. Они отли- чаются широким диапазоном бесступенчатого регулирования ча- стоты вращения шпинделя (заготовки) и подач, высокими (до 8—12 м/мин) скоростями быстрых (вспомогательных) ходов, особо высо- кой жесткостью и надежностью.
Многоцелевые станки для обработки корпусных деталей можно разделить на две группы, характеризуемые расположением оси шпинделя относительно рабочей поверхности стола: с перпенди-
кулярным (вертикальным) расположением шпинделя к поверхности стола; с параллельным (горизонтальным) расположением шпинделя относительно стола (рис. 4.41).
Рис. 4.41. Компоновки многоцелевых станков

141
Вертикальный шпиндель станков первой группы обеспечивает доступ инструментов к одной стороне заготовки. Такие станки вы- годно применять для обработки деталей, у которых объем обработки с одной стороны превышает объемы обработки с других сторон.
Можно успешно обрабатывать на них за одну операцию несколько сторон, используя переналаживаемые многопозиционные приспо- собления. Станки с горизонтальным расположением шпинделя чаще всего снабжают поворотным столом, который создает условия для обработки детали с разных сторон.
Многоцелевой станок ИР500МФ4 предназначен для сверле- ния, зенкерования, развертывания, растачивания отверстий в кор- пусных деталях, фрезерования по контуру, нарезания резьб метчи- ками в условиях серийного производства. Помимо автоматической смены инструментов станок имеет автоматическую смену столов- спутников. Емкость магазина — 30 инструментов.
Станок имеет вертикально-подвижную шпиндельную бабку 3
(рис. 4.42), расположенную внутри подвижной стойки 4, и по- воротный стол. На верхнем торце стойки расположен магазин 6 ба- рабанного типа, а у бокового торца станины на отдельном основа- нии 10 смонтирована поворотная (на 180 °) платформа 9 для двух столов-спутников 2 и 8. Поворот магазина осуществляется от высо- комоментного двигателя 7. Номера гнезд магазина закодированы.
Рис. 4.42. Многоцелевой станок ИР500МФ4
На переднем торце стойки установлен манипулятор 5 (авто- матическая двухзахватная рука), осуществляющий смену ин- струментов. Манипулятор имеет механизмы вертикального пере-

142 мещения, поворота руки на 180 ° и выдвижения руки. Вертикальное перемещение позволяет обходиться без смещения шпиндельной бабки вверх в позицию смены. Захват инструментальных оправок выполняют губки, стянутые двумя цилиндрическими пружинами.
4.12. Агрегатные станки
Применение специального станка, спроектированного для об- работки конкретной детали, обеспечивает максимальную эффектив- ность обработки в условиях крупносерийного и массового произ- водства. Однако изменение объекта производства может сделать та- кой станок ненужным. Значительно экономичнее скомпоновать спе- циальный станок из заранее разработанных и изготовленных стан- дартных узлов (агрегатов) и отдельных деталей. Этот метод называ- ется методом агрегатирования.
Агрегатными называются специальные станки, скомпонован- ные из стандартных узлов и деталей с применением небольшого числа оригинальных узлов и деталей. Агрегатные станки обычно выполняются в качестве полуавтоматов, реже – автоматов. Их при- меняют для обработки сложных деталей типа корпусов, рычагов и др. На них производят сверление, зенкерование, растачивание и раз- вертывание отверстий, нарезание резьбы, фрезерование. На таком станке неподвижная заготовка, закрепленная в приспособлении на столе станка, обрабатывается с нескольких сторон одновременно 5-
10, а иногда 100 и более инструментами.
Компоновка агрегатных станков может быть самой разнообраз- ной и зависит от формы, размера и требуемой точности изготовляе- мых деталей. Метод агрегатирования позволяет обеспечить высокую степень концентрации технологического процесса. На агрегатном станке неподвижная заготовка, закрепленная в приспособлении на столе станка, обрабатывается с одной, двух или нескольких сторон одновременно пятью-десятью, а иногда 100 и более инструментами.
Агрегатная конструкция станков обеспечивает следующие преимущества:
- значительное сокращение сроков и стоимости проектирования, изго- товления и ремонта, благодаря применению стандартных узлов и деталей;
- высокую производительность, обусловленную многоинстру- ментной обработкой и малым вспомогательным временем;