Строгальные и долбёжные станки

Номинальная сила протягивания, кН……………………………………………..…98

Наибольшая длина рабочего хода салазок, мм……………………………………1600

Диаметр отверстия в планшайбе, мм……………………………………………….100

Скорость рабочего хода, м/мин………………………………………………1,5 – 11,5

Скорость обратного хода, м/мин…………………………………………………20 — 25

Мощность электродвигателя привода гидравлического насоса, кВт………………17

Масса, кг……………………………………………………………………………..6900

В полой части сварной станины 1 коробчатой формы смонтированы основные агрегаты гидравлического привода, являющегося основным для этого вида станков. Слева расположен силовой цилиндр 2. Шток поршня связан с рабочими салазками, которые, перемещаясь в направляющих вдоль оси станка, служат допол­нительной опорой. На конце штока насажена втулка с патроном для закрепления левого конца протяжки 3; правый конец ее за­жат во вспомогательном патроне 4. Приспособление для установки заготовки и сама заготовка упираются в неподвижный корпус 5 станины. Правая часть станины приставная и служит для монтажа устройства автоматического подвода и отвода протяжки. Необходимые движения осуществляются вспомогательным силовым цилиндром, смонтированным в правой части станка. Происходит это следующим образом. При рабочем ходе влево салазки вспомо­гательного патрона 4 сопровождают протяжку до тех пор, пока не коснутся жесткого упора. При этом связь между протяжкой и патроном прерывается подпружиненным кулачком. После этого происходит рабочий ход, осуществляемый силовым цилиндром 2. При обратном ходе задний хвостовик протяжки снова входит во вспомогательный патрон и толкает его вправо в исходное поло­жение.

Станок работает как полуавтомат, но при оснащении его авто­матизированными приспособлениями для подачи заготовки и съема детали может работать в автоматическом цикле и может быть встроен в автоматические линии. Станок используют в круп­носерийном и массовом производстве, а с учетом простои пере­наладки его можно использовать и в единичном и мелкосерийном производстве.

Движение протяжки на станке осуществляется с помощью ги­дропривода, имеющего два насоса. Один из них с подачей 200 л/мин служит для подвода масла в основной (рабочий) гидроцилиндр; другой с подачей 25 л/мин нагнетает масло во вспомогательный гидроцилиндр. Гидропривод позволяет осуществлять три цикла работы: полный, простой и наладочный. При полном цикле при­меняют длинные протяжки (1200—1300 мм) с задним хвостови­ком. Протяжку устанавливают хвостовиком во вспомогательный патрон, получающий движение от штока вспомогательного ци­линдра. Протяжка, поддерживаемая роликом, перемещается к ра­бочему патрону. Патрон захватывает передний хвостовик про­тяжки, перемещает ее вместе со вспомогательным патроном до его раскрытия от копира, осуществляет рабочий и обратный ходы, после которых вспомогательный патрон захватывает задний хво­стовик протяжки, и отводит ее в исходное положение.

При простом цикле применяют короткие протяжки. В этом случае протяжку закрепляют вручную в патроне, смонтированном на салазках, получающих горизонтальное перемещение от основного гидроцилиндра по направляющим станины. Переме­щения вспомогательных салазок при этом цикле не происходит. Наладочный режим используют при наладке станка. Этот ре­жим включает необходимые для подготовки процесса протягива­ния движения инструмента.

12. СТАНКИ ШЛИФОВАЛЬНО—ПРИТИРОЧНОЙ ГРУППЫ

Шлифовальные станки предназначены для обработки деталей шлифовальными кругами. На них можно обрабатывать наружные и внутренние цилиндрические, конические и фасонные поверхности и плоскости, разрезать заготовки, шлифовать резьбу и зубья зубчатых колес, затачивать режущий инструмент и т. д. В зависимости от формы шлифуемой поверхности и вида шлифо­вания шлифовальные станки общего назначения подразделяют на круглошлифовальные, бесцентрово-шлифовальные, внутри-шлифовальные, плоскошлифовальные и специальные.

Главным движением у всех шлифовальных станков является вращение шлифовального круга, окружная скорость V_ккоторого измеряется в м/с. Существуют следующие движения подач.

1. Для круглошлифовальных станков (рис. 15.1, а) движение подачи — вращение детали (круговая подача S_кp); возвратно-поступательное движение стола с обрабатываемой деталью (про­дольная подача S1) и поперечное периодическое перемещение шлифовального круга относительно детали (поперечная подача5₂). Круглошлифовальные станки, работающие методом врезания (рис. 15.1, б), имеют поперечную подачу S, и круговую подачу S_кр; кроме того, шлифовальная бабка или стол могут совершать коле­бательное осевое движение с подачей S₂.

2. Для внутришлифовальных станков (рис. 15.1, в) движение подачи — вращение детали (круговая подача S_кр); возвратно-поступательное движение детали или шлифовального круга (про­дольная подача S₁) и периодическое поперечное перемещение бабки шлифовального круга (поперечная подача S₂). Планетар­ные внутришлифовальные станки (рис. 15.1, г) имеют круговую подачу S_кр(вращение оси шлифовального круга относительно оси обрабатываемого отверстия), периодическую поперечную по­дачу S₂,а также продольную подачу S₁.

3. Для плоскошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих периферией круга (рис. 15.1, д), движение подачи — возвратно-поступательное движение стола (продольная подача S),периодическое поперечное перемещение (подача S₁)шлифоваль­ной бабки за один ход стола и периодическое вертикальное пере­мещение шлифовального круга (подача S₂) на толщину срезаемого слоя. Плоскошлифовальные станки с круглым столом (рис. 15.1, е) имеют подачу S₁ шлифовального круга или стола и движение кру­говой подачи S стола. Вертикальное перемещение стола или шлифо­вальной бабки является вертикальной подачей.

4. Для плоскошлифовальных станков с прямоугольным столом, работающих торцом круга (рис. 15.1, ж), движение подачи — продольное перемещение стола (подача S)и периодическое верти­кальное перемещение (подача S)круга на толщину срезаемого слоя. Аналогичные плоскошлифовальные станки с круглым сто­лом (рис. 15.1, з)имеют вращательное движение стола (подача S)и периодическую подачу S₁ круга.

Круглошлифовальные станки предназначены для на­ружного шлифования цилиндрических, конических или торцо­вых поверхностей тел вращения. При обработке на станке детали устанавливают в центрах или закрепляют в патроне. Для обра­ботки на центровых станках необходимо обеспечить вращение шпинделя круга, вращение обрабатываемой заготовки, продоль­ное перемещение стола, непрерывную или периодическую подачу на толщину срезаемого слоя. Детали, длина которых меньше ширины круга, шлифуют без продольного перемещения заготовки методом врезания.

На бесцентрово-шлифовальных станках можно шлифовать наружные и внутренние поверхности цилиндрических дета­лей, не имеющих центровых отверстий. Схема шлифования на бес­центровом круглошлифовальном станке наружной поверхности детали с продольной подачей напроход приведена на рис. 15.6. Деталь 3, поддерживаемая опорной призмой 4, располагается между двумя кругами 1 и 2, из которых шлифовальный 1 снимает припуск с заготовки, а ведущий круг 2 сообщает заготовке вращение (круговую подачу) и продольное перемещение (осевую по­дачу).

Продольная подача сообщается шлифуемой заготовке ведущим кругом в результате установки его под некоторым углом αк оси шлифовального круга или при наклоне опорной призмы на угол α. При обдирочном шли­фовании угол а — 1,5 … 6°, а при чистовом а = 0,5 … 1,5°. В обоих случаях продольную подачу определяют как произ­ведение окружной скорости ведущего круга V₂на синус угла наклона а оси круга или приз­мы:

S_заг = V₂ sin a.

Для обеспечения цилиндричности ось шлифуемой заготовки должна быть выше центров шлифовального и ведущего кругов примерно на 0,15—0,25 диаметра детали, но не более чем на 10— 12 мм (во избежание вибрации).

При шлифовании по методу врезания оси шлифовального и ве­дущего кругов устанавливают параллельно друг другу. Деталь, опирающаяся на призму, только вращается (осевая подача отсут­ствует), а поперечная подача на толщину срезаемого слоя произво­дится перемещением ведущего или шлифующего круга в направ­лении, перпендикулярном к оси обрабатываемой заготовки, точ­ным ходовым винтом.

Для шлифования наружных поверхностей выпускают универ­сальные и специальные бесцентрово-шлифовальные станки. В за­висимости от расположения линии центров кругов бесцентрово-шлифовальные станки бывают с горизонтальным расположением линии центров (рис. 15.7, а), применяемым в большинстве стан­ков средних и малых моделей; с наклонным расположением ли­нии центров (рис. 15.7, б), применяемым в станках крупных мо­делей, предназначенных для обработки крупногабаритных де­талей, а также при обдирочной обработке (угол наклона линии центров в этих станках обычно равен 30°); с вертикальным распо­ложением линии центров (рис. 15.7, в). Эти станки получили ог­раниченное применение.

В зависимости от способа поперечной подачи бесцентрово-шлифовальные станки бывают с перемещением ведущего круга и суппорта с опорной призмой относительно неподвижно закреп­ленной на станке шлифовальной бабки; с перемещением суппорта с опорной призмой и шлифующего круга по отношению к непод­вижно закрепленной на станине бабке ведущего круга; с переме­щением шлифующего и ведущего кругов относительно неподвижно закрепленного на станке суппорта с опорной призмой; подача на толщину срезаемого слоя и компенсация изнашивания шлифоваль­ного круга в этом случае осуществляются перемещением шлифо­вальной бабки; бабка ведущего круга подается только при на­ладке на новый размер детали.

По конструкции привода ведущего круга различают станки со ступенчатым и с бесступенчатым регулированием частоты враще­ния ведущего круга. По методу базирования детали (рис. 15.8) различают станки с базированием на призме и на башмаках. Базирование на башмаках получило распространение при шлифо­вании роликовых дорожек подшипниковых колец.

Внутришлифовальные станки по виду круговой подачи выпускают обычными (простыми) и планетарными. Обычные станки применяют для шлифования отверстий в деталях, которые можно закреплять в патроне и которым можно сообщать враща­тельное движение. Такие станки получили наибольшее распростра­нение. Для шлифования отверстий в тяжелых деталях, а также в деталях несимметричной формы используют планетарные внутришлифовальные станки (см. рис. 15.1, г).

Станок ЗК228В (рис. 15.10) является универсальным внутришлифовальным станком (простым). Он предназначен для шлифо­вания цилиндрических и конических отверстий (диаметром 50— 200 мм и длиной до 200 мм) в мелко- и среднесерийном произ­водстве. На станке предусмотрено торцешлифовальное устройство 11 для обработки с одной установки кругом 8 торца заготовки. Станок состоит из станины 18, на направляющих которой смонтиро­ван стол 17 со шлифовальной бабкой 15, шпинделем и кругом 12. Шлифовальная бабка на столе перемещается по поперечным верх­ним направляющим качения механически или вручную от махо­вика 21. С левой стороны на станине на салазках 5 моста 3 уста­новлена бабка изделия 6 со шпинделем и патроном 10. Бабка из­делия установлена на салазках и имеет установочное поперечное перемещение от винта 4, а также при необходимости может пово­рачиваться на угол для шлифования конических отверстий.

Рис. 15.10. Внутришлифовальный станок 3К228В

Продольное перемещение стола осуществляется от гидропри­вода, расположенного в станине и управляемого рукояткой 20. Вручную в продольном направлении стол перемещается махови­ком 19. Торцешлифовальное устройство, установленное на бабке изделия, может поворачиваться из верхнего положения в рабочее механически или маховиком 7. Ручная подача круга (на вреза­ние) — от маховика 9. Охлаждающая жидкость подается электро­насосом 2 из бака /. Электроаппаратура с пультом управления 14 расположена в электрошкафу 16.

В процессе шлифования вращаются заготовка и шлифовальный круг при одновременном его возвратно-поступательном перемещении вместе со шлифовальной бабкой и столом. Шлифовальной бабке периодически сообщается поперечная подача. Работа торцешлифовального устройства происходит при вращении заго­товки и шлифовального круга и подачей круга вдоль оси. Размер шлифуемого отверстия контролируют на станке или по лимбу 13 механизма поперечной подачи шлифовальной бабки, или по из­мерительному прибору. В этом случае лапка прибора вводится в отверстие и по мере снятия припуска по индикатору можно наблюдать за ходом шлифования и прекратить обработку при достижении размера.

Плоскошлифовальные станки. В зависимости от конструкции различают следующие типы плоскошлифовальных станков: с горизонтальным шпинде­лем, прямоугольным столом и крестовым суппортом; с горизон­тальным шпинделем и прямоугольным столом общего назначения; с вертикальным шпинделем и прямоугольным столом; с горизон­тальным шпинделем и круглым столом; с вертикальным шпинделем и выдвижным круглым столом; с вертикальным шпинделем и круглым столом непрерывного действия; продольно-шлифоваль­ные одностоечные с подвижным столом и с подвижной стойкой; продольно-шлифовальные двухстоечные; двусторонние торцешлифовальные с горизонтальным шпинделем; двусторонние торцешлифовальные с вертикальным шпинделем.

Плоскошлифовальные станки с горизонтальным шпинделем, прямоугольным столом и крестовым суппортом предназначены для шлифования поверхностей периферией круга. В пределах, допускаемых кожухом круга, возможно шлифование торцовых поверхностей. Эти станки применяют в основном в инструмен­тальном производстве.

Плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом общего назначения выпускают с горизонтальными и вертикальными шпин­делями. По сравнению со станками с крестовым суппортом станки этой группы имеют повышенную жесткость, оснащены шлифоваль­ными кругами больших размеров и электродвигателями большой мощности. Эти станки обеспечивают высокую производительность и достаточно высокую точность обработки.

По степени автоматизации станки этого типа выпускают в двух исполнениях: неавтоматизированные и полуавтоматы с приборами активного контроля.

Плоскошлифовальные станки с круглым столом и горизонтальным шпинделем выпускают как неавтоматизированными, так и полу автоматизированными.

Притирочные станки. Притирка осуществляется притирами, на поверхность которых наносят мелкозернистый абразивный порошок, смешанный со смазочным материалом или пастой. Притиры могут быть чугунные, стальные, бронзовые, свинцовые из твердых пород дерева и т. п. В качестве абразивного порошка используют наж­дак, электрокорунд, алмазную пыль, карбид кремния и др., а в ка­честве пасты — окись хрома, окись алюминия, крокус, венскую известь и др. Во время притирки абразивный порошок смачивают керосином или скипидаром. На притирку оставляют припуск, при­мерно равный 0,005—0,02 мм.

На притирочных станках (рис. 15.14) можно обрабатывать различные наружные и внутренние поверхности, в том числе и плоские, притирать шейки коленчатых валов, кулачки распреде­лительных валиков, концевые меры, пробки-калибры, зубчатые колеса и т. п. В корпусе станины помещен привод притира 5. Притир 3, соединенный со шпинделем станка, помещенным в колонне 2, получает вращательное движение и перемещение по вертикали.

Притирка деталей осуществляется притирами 3 и 5, между ко­торыми помещен сепаратор 4. Обрабатываемые заготовки свободно помещаются в гнездах сепаратора, который расположен либо экс­центрично относительно осей притиров, либо концентрично. В пер­вом случае сепаратор свободно насажен на ось, которая вращается в направлении притира 5. Во втором случае сепаратор получает колебательное возвратно-поступательное движение от отдельного привода.

Сепараторный диск (рис. 15.15, а) имеет поперечное перемеще­ние для изменения эксцентриситета е его оси относительно оси вращения металлических притиров; это необходимо для обеспече­ния равномерного изнашивания притиров. Примерная относительная траектория заготовки во время обработки показана на рис. 15.15, б.

Хонинговальные станки. Хонингование выполняют специальным инструментом — хонинговальной головкой (хоном), оснащенной мелкозернистыми абразивными брусками. Головка (рис. 15.17) совершает одновре­менно вращательное и возвратно-поступательное движения в неподвижном отверстии.

Хонингованием можно получать высоко­качественную поверхность, а также исправлять некоторые де­фекты отверстий (конусность, овальность и др.). При хонинговании в качестве смазочно-охлаждающей жидкости применяют эмульсию или керосин.

Бруски 4 хонинговальной головки получают радиальное пере­мещение с помощью конусов 2 и 5, насаженных на стержень 5 с вин­товой резьбой и имеющих возможность сближаться или удаляться друг от друга при вращении стержня 3. При сближении конусы 2 и 5 через пальцы 1 раздвигают абразивные бруски 4, а при уда­лении — сдвигают. Таким образом устанавливают бруски на нужный диаметр перед началом обработки. У автоматической хо­нинговальной головки радиальное перемещение брусков 4 для возможности самоустановки в обрабатываемом отверстии произ­водится автоматически, для чего головку соединяют со шпинде­лем станка универсальными шарнирами. После каждого двойного хода головки стержень 3 поворачивается и сближает конусы 2 и 5.

В зависимости от вида обработки хонинговальные станки под­разделяются на станки для хонингования отверстий и наружных поверхностей, а по расположению и числу шпинделей — на верти­кальные и горизонтальные, одно- и многошпиндельные.

Вращение шпинделя у хонинговальных станков (рис. 15.18) осуществляется обычно от электродвигателя через механическую коробку скоростей. Возвратно-поступательное перемещение шпин­деля у вертикальных хонинговальных станков обычно произ­водится с помощью гидравлического привода. В горизонтальных станках для этого используют электромеханический или гидравлический привод.

Станки для суперфиниширования. Суперфиниширование применяют для обработки на­ружных и внутренних цилиндрических поверхностей. Суперфи­ниширование производят абразивными брусками, совершающими колебательные возвратно-поступательные движения с большой частотой и малым ходом по поверхности вращающейся заготовки (рис.. 15.19). Мягкие, мелкозернистые абразивные бруски во время работы прижимаются к обрабатываемой поверхности пружинами или гидравлическим устройством. При суперфинишировании в ка­честве смазочно-охлаждающей жидкости применяют смесь керо­сина с маслом. Припуск на обработку не оставляют, поскольку процесс заключается в снятии микронеровностей, оставшихся от предыдущей обработки. Процесс снятия металла автоматически прекращается при удалении гребешков и увеличении площади соприкосновения брусков с основной поверхностью детали, когда сила прижима оказывается недостаточной для разрыва масляной пленки на поверхности детали.

На станке для суперфиниширования цилиндрических поверх­ностей деталей колеблящимися брусками (рис. 15.20) заготовку устанавливают в центрах между передней 1 и задней 4 бабками.

Заготовка получает вращение от поводкового патрона 2, как и на обычном токарном станке. Абразивные бруски крепят в специаль­ных державках 3, которые получают осевое возвратно-поступа­тельное движение по обрабатываемой поверхности. Движение осу­ществляется с помощью гидропривода, служащего также для под­вода брусков к заготовке и легкого прижима их к ее поверхности. Колебательное движение бруски получают по специальным на­правляющим от отдельного электродвигателя посредством экс­центрика.

Скорость вращения детали составляет 2—20 м/мин, продоль­ная подача 0,1—0,15 мм/об, а число колебательных движений бру­сков в минуту 500—1800.

ЗУБООРАБАТЫВАЮЩИЕ СТАНКИ

Зубообрабатывающий станок –металлорежущий станок для обработки зубчатых колёс, звездочек, червяков и зубчатых реек. По принятой классификации эти станки относятся к 5 группе (первая цифра в обозначении модели) — зубо- и резьбообрабатывающие станки. Вторая цифра указывает тип станка: 1 — зубодолбежные станки для цилиндрических колес; 2 — зуборезные станки для конических колес; 3 — зубофрезерные станки для цилиндрических колес, 4 — зубофрезерные станки для нарезания червячных колес; 5 — станки для обработки торцов зубьев колес; 6 — резьбофрезерные станки; 7 — зубоотделочные и обкатные станки; 8 — зубо- и резьбошлифовальные станки, 9 — разные зубо- и резьбообрабатвающие станки.

Специальные станки обозначают, как правило, условными заводскими номерами. Этот шифр станка не дает конкретных сведений о нем, следовательно, необходима дополнительная информация. Она обычно изложена в паспорте станка.

Зубообрабатывающие станки весьма разнообразны. Это разнообразие обусловлено различными методами образования профиля зуба.

В зависимости от метода образования профиля зуба нарезание цилиндрических зубчатых колес осуществляют либо методом копирования, либо методом обкатки.

Метод копирования. При нарезании методом копирования каждая впадина между зубьями на заготовке обрабатывается инструментом, имеющим форму, полностью соответствующую профилю впадины колеса Инструментом в этом случае обычно являются фасонные дисковые и пальцевые фрезы. Обработку производят на фрезерных станках с применением делительных головок.

Для получения теоретически точного профиля зуба при обработке каждого зубчатого колеса с определенным числом зубьев и модулем необходимо иметь специальную фрезу. Это требует большого числа фрез, поэтому обычно используют наборы из восьми дисковых фасонных фрез для каждого модуля зубьев, а для более точной обработки — набор из 15 или 26 фрез. Каждая фреза набора предназначена для обработки зубчатых колес с числом зубьев в определенных пределах, но ее размеры рассчитывают по наименьшему числу зубьев этого интервала, поэтому при обработке колес с большим числом зубьев фреза срезает лишний материал. Если бы расчет вели по среднему числу зубьев данного интервала, то при фрезеровании колес меньшего диаметра их зубья получились бы утолщенными, что привело бы к заклиниванию колес при работе.

Из сказанного следует, что метод нарезания зубчатых колес фасонными дисковыми и пальцевыми фрезами недостаточно точен и, кроме того, малопроизводителен, так как много времени затрачивается на процесс деления. Поэтому этот метод применяют сравнительно редко, чаще в ремонтных цехах, а также для черновых операций. В настоящее время зубчатые колеса нарезают в основном методом обкатки.

Метод обкатки обеспечивает высокую производительность, большую точность нарезаемых колес, а также возможность нарезания колес с различным числом зубьев одного модуля одним и тем же инструментом. При образовании профилей зубьев методом обкатки режущие кромки инструмента, перемещаясь, занимают относительно профилей зубьев колес ряд последовательных положений, взаимно обкатываясь; при этом инструмент и заготовка воспроизводят движение, соответствующее их зацеплению. Из инструментов, используемых для нарезания цилиндрических зубчатых колес методом обкатки, наибольшее распространение получили долбяки и червячные фрезы.

Наряду с указанными методами для производства цилиндрических зубчатых колес применяют также следующие высокопроизводительные методы обработки: а) одновременное долбление всех впадин зубьев заготовки специальными многорезцовыми головками; в таких головках число резцов равно числу впадин на обрабатываемом колесе, а форма режущих кромок является точной копией профилей впадин зубьев; б) протягивание зубьев колес; в) образование зубьев без снятия стружки волочением или накаткой; г) холодную и горячую прокатку зубьев; д) прессование зубчатых колес (из синтетических материалов).

Наиболее универсальными и широко внедренными в производство зубчатых колес способами зубообработки на протяжении многих лет являются зубофрезерование и обкаточное зубодолбление. Зубофрезерование представляет собой непрерывный процесс, что обуславливает его повышенную производительность.

Разновидности зубообрабатывающих станков. Зубообраба-тывающие станки можно классифицировать по следующим признакам:

а) по назначению — станки для обработки цилиндрических колес с прямыми и винтовыми зубьями; станки для нарезания конических колес с прямыми и криволинейными зубьями; станки для нарезания червячных и шевронных колес, зубчатых реек; специальные зубообрабатывающие станки (зубозакругляющие, притирочные, обкаточные и др.);

б) по виду обработки и инструмента — зубодолбежные, зубофрезерные, зубострогальные, зубопротяжные, зубошевинговальные, зубошлифовальные и др.;

в) по точности обработки — станки для предварительного нарезания зубьев, для чистовой обработки и для доводки рабочих поверхностей зубьев.

На зубообрабатывающих станках осуществляют: черновую обработку зубьев, чистовую обработку зубьев, приработку зубчатых колёс, доводку зубьев, закругление торцов зубьев.

Наиболее универсальными и широко внедренными в производство зубчатых колес способами зубообработки на протяжении многих лет являются зубофрезерование и обкаточное зубодолбление. Зубофрезерование представляет собой непрерывный процесс, что обуславливает его повышенную производительность.

На зубофрезерных станках нарезают цилиндрические прямозубые, косозубые и с шевронными зубьями колёса, червячные зубчатые колёса. Наиболее распространённые в промышленности вертикальные зубофрезерные станки выпускаются с подвижным столом и неподвижной стойкой и с подвижной стойкой и неподвижным столом (рис. 1). Конструктивно станок состоит из следующих основных узлов: станины А, на которой закреплена стойка B. По стойке перемещается фрезерный суппорт Г, несуўій обрабатываюўій інструмент – фрезу. Стол E движется по горизонтальным направляющим станины. Узел Д поддерживает верхний конец оправки с установленными на ней заготовками. Коробка скоростей Ж расположена в станине, а в суппортной стойке — коробка подач Б. При обработке заготовок на станке осуществляется главное движение — вращение фрезы. При нарезании зубчатых колёс заготовка жестко связана с делительным червячным колесом, получающим вращение от делительного червяка, который сменными зубчатыми колёсами кинематически связан с червячной фрезой. Соотношение частоты вращения червячной фрезы и заготовки определяется передаточным отношением набора сменных зубчатых колёс.

Наиболее широко применяются зубофрезерные станки, обеспечивающие нарезание зубчатых колёс с модулем от 0,05 до 10 мм и диаметром от 2 до 750 мм.

На зубодолбёжных станках нарезают цилиндрические зубчатые колёса наружного и внутреннего зацепления с прямыми и косыми зубьями, блоки зубчатых колёс, колёса с буртами, зубчатые секторы, шлицевые валики, зубчатые рейки, храповые колёса и т.п. При нарезании блочных колес и колес с буртами, колес с внутренними зубьями, зубчатых секторов обработка зубодолблением является единственно возможным методом обработки.

Обычно нарезание производится методом обкатки, реже — методом копирования. Наибольшее применение в промышленности имеют вертикальные зубодолбёжные станки (рис. 2). Режущим инструментом является долбяк, который движется возвратно-поступательно параллельно оси заготовки. Главное (рабочее) движение — V_p, при обратном (холостом) ходе V_x резание не совершается. Движение круговой подачи S_вр осуществляют, сообщая вращательное движение и долбяку, и заготовке в направлениях V₁ и V₂с тем, чтобы они вращались так, как вращались бы, будучи в зацеплении, два зубчатых колеса. Для этого долбяк и заготовку соединяют жёсткой кинематической цепью со сменными зубчатыми колёсами и реверсивным устройством. При долблении зубьев колёс с наружным зацеплением направление вращения долбяка противоположно направлению вращения заготовки, а при долблении колёс с внутренним зацеплением эти направления совпадают. Шевронные зубчатые колёса обычно нарезают на горизонтальных зубодолбёжных станках поочерёдно работающими долбяками с косыми зубьями правого и левого направления. Наиболее распространены зубодолбёжные станки для нарезания зубчатых колёс с модулем от 0,2 до 6 мм и диаметром от 15 до 500 мм; для нарезания зубчатых колёс с модулем от 8 до 12 мм, диаметром от 800 до 1600 мм. Обработка по методу копирования осуществляется одновременным долблением всех впадин зубчатого колеса фасонными зуборезными головками (рис. 3). Принцип действия таких головок состоит в том, что фасонные резцы, число которых соответствует числу впадин (зубьев) обрабатываемого зубчатого колеса, укрепленные в головке, производят одновременно (за один проход) долбление всех впадин, после чего разводящее кольцо отводит резцы.

На зубострогальных станках (рис. 4) обрабатывают конические зубчатые колёса с прямыми зубьями по методу обкатки одним или чаще двумя резцами. На этих станках воспроизводится зацепление нарезаемого зубчатого колеса с воображаемым плоским производящим зубчатым колесом; при этом два зуба последнего представляют собой зубострогальные резцы, совершающие возвратно-поступательное движение. Таким образом, боковые поверхности каждого из зубьев нарезаемого зубчатого колеса формируются в результате движения резцов и обработки находящихся в зацеплении плоского и нарезаемого зубчатых колёс. Процесс нарезания зубьев происходит при движении резцов к вершине конуса заготовки, а обратный ход является холостым (в этот период резцы отводятся от заготовки). Нарезание конических зубчатых колёс с круговыми зубьями осуществляется методом обкатки на специальных станках с применением зуборезной резцовой головки, представляющей собой диск с вставленными по его периферии резцами, обрабатывающими профиль зуба с двух сторон (первая половина резцов обрабатывает одну сторону, вторая половина — другую). Наиболее распространены зубострогальные станки для нарезания конических зубчатых колёс с модулем от 2,5 до 25 мм и длиной зуба от 20 до 285 мм, для чернового нарезания и чистовой обработки крупногабаритных конических прямозубых колёс с модулем до 16 мм, для чернового и чистового нарезания конических колёс с винтовыми зубьями с модулем до 25 мм.

Зубошевингование (бреющее резание) производится на зубошевинговальных станках. Основано на взаимном скольжении находящихся в зацеплении зубьев инструмента и обрабатываемого зубчатого колеса при встречном движении (рис. 5). По направлению подачи различают три метода зубошевингования: параллельный, диагональный и касательный. Инструментом является шевер — дисковый, реечный и червячный. Первые два типа — для обработки цилиндрических зубчатых колёс, последний — для червячных.

На зубошлифовальных станках производят обработку зубчатых колёс обкаткой и профильным копированием при помощи фасонного шлифовального круга (рис. 6, а). По исполнению различают зубошлифовальные станки с вертикальным и горизонтальным расположением обрабатываемого зубчатого колеса. В процессе шлифования методом обкатки воспроизводят зубчатое зацепление пары рейка — зубчатое колесо (рис. 6, б, в), в котором инструментом является шлифовальный круг (или круги), имитирующий рейку. Шлифовальные круги совершают вращательное и возвратно-поступательное движения; последнее — аналогично воображаемой производящей рейке. Обкатываясь по поворачивающемуся (в обе стороны) обрабатываемому зубчатому колесу, шлифовальные круги своими торцами шлифуют поверхности зубьев. По методу обкатки работают также станки с использованием в качестве инструмента абразивного червяка (рис. 6, г).

На зубохонинговальных станках осуществляют обработку прямозубых и косозубых колёс с модулем 1,25—6 мм, а также зубчатых колёс с фланкированными и бочкообразными зубьями для уменьшения шероховатости поверхности профиля зубьев. Зубохонингование производят на станке, аналогичном шевинговальному, при скрещивающихся осях инструмента (зубчатого хона) и обрабатываемого зубчатого колеса, но не имеющем механизма радиальной подачи. Устанавливаемое в центрах станка зубчатое колесо совершает, кроме вращательного (реверсируемого), также и возвратно-поступательное движение вдоль своей оси. Зубчатый хон представляет собой зубчатое колесо с геликоидальным профилем, изготовленное из пластмассы и шаржированное абразивным порошком, зернистость которого выбирается в зависимости от величины припуска (0,025—0,05 мм) и требований к шероховатости поверхности. Зубохонингование производят при постоянном давлении между зубьями обрабатываемого зубчатого колеса и хона («в распор») или при их беззазорном зацеплении, при постоянном межцентровом расстоянии. Первый способ обеспечивает изготовление зубчатых колёс более высокой точности. Необходимым условием зубохонингования является обильное охлаждение и эффективное удаление металлической пыли с обрабатываемой поверхности.

На зубопритирочных станках после термической обработки зубчатых колёс производят операцию зубопритирки. Инструментом служат притиры — чугунные зубчатые колёса, находящиеся в зацеплении с обрабатываемым зубчатым колесом. Притиры смазывают смесью мелкого абразивного порошка с маслом. Обрабатываемое зубчатое колесо (рис.7) обкатывают тремя притирами. Оси притиров со спиральными или прямыми зубьями наклонены к оси обрабатывающего зубчатого колеса; ось третьего притира параллельна оси обрабатываемого зубчатого колеса и вращается попеременно в разных направлениях для обеспечения равномерной обработки зуба с обеих сторон. Притиры также совершают возвратно-поступательное движение в осевом направлении на длине около 25 мм.

На зубообкаточных станках обрабатывают незакалённые зубчатые колёса в масляной среде без абразивного порошка. Обрабатываемое колесо работает в паре с одним или несколькими закалёнными колёсами-эталонами, изготовленными с высокой точностью. В результате давления зубьев колёс-эталонов в процессе обкатывания и возникающего при этом наклёпа на поверхностях обрабатываемых зубьев сглаживаются неровности. Этот способ отделки применим лишь для зубчатых колёс, не требующих высокой точности, а также не подвергающихся термической обработке.

Ультразвук — упругие волны с частотой колебаний от 20 кГц до 1 ГГц. Для получения ультразвуковых колебаний инструмента чаще всего применяют магнитострикционные преобразователи. Работа ультразвуковых установок основана на использовании способности железа, никеля, кобальта и их сплавов изменять длину под действием электрического или магнитного поля, а при снятии поля восстанавливать первоначальные размеры. Это явление называют магнитострикцией.

Работа ультразвукового станка заключается в следующем. В зону между заготовкой и вибрирующим пуансоном (инструментом), который очень близко подходит к заготовке, но не касается ее, поступает абразивный порошок, находящийся в жидкости во взвешенном состоянии. От воздействия вибратора (преобразователя) абразивные зерна с большой силой ударяются о поверхность заготовки и с большой скоростью выбивают частицы материала (стружку). Одновременно пуансон постепенно опускается в выдолбленное таким способом пространство, и процесс продолжается.

Принцип работы головки магнитострикционного преобразователя (рис. 18.1) заключается в том, что через катушку возбуждения 2 пропускается ток высокой частоты, который создает переменное магнитное поле такой же частоты, действующее на сердечник 1 вибратора. Для лучшего использования магнитострикционных свойств вибратора создают постоянное магнитное поле двумя катушками подмагничивания 4 и ихсердечниками 3. Колебания, возникающие на вибраторе, передаются на трансформатор скорости 6, заключенный между двумя скобами 5, и, усиленные им, сообщаются инструменту 7. Монтажную панель устанавливают на салазки, вместе с которыми она перемещается по направляющим станины.

Универсальный настольный прошивочный ультразвуковой станок 4770 (рис. 18.2) предназначен для обработки деталей из твердых и хрупких материалов: стекла, керамики, полупроводниковых материалов, камня, твердых сплавов и т. п. На станке можно выполнять круглые и фасонные отверстия и полости, вырезать заготовку, гравировать, разрезать и др. Во время работы инструмент колеблется с ультразвуковой частотой в направлении его подачи. Одновременно центробежным насосом под торец инструмента подается абразивная суспензия.

Стол 2 станка имеет координатные установочные перемещения в горизонтальной плоскости по направляющим типа ласточкина хвоста. Ходовые винты снабжены лимбами с ценой деления 0,02 мм. Ползуну 5 вручную сообщают перемещение по шариковым направляющим станины 1 через реечную передачу z1— z2 или механически от регулируемого двухфазного асинхронного элек­тродвигателя 8 через редуктор и реечную передачу.

Электродвигатель работает на заторможенном режиме, развивая крутящийся момент в соответствии с силой подачи инструмента. Ползун вместе с укрепленной на нем головкой уравновешен грузом 11, подвешенным на ленте 10, намотанной на барабан 9 валика привода ручной подачи. Для плавности хода ползуна имеется масля­ный демпфер, цилиндр 4 которого крепят к корпусу каретки 7, а шток 6 — к ползуну. Скорость ползуна регулируется иглой, перекрывающей пропускное отверстие в штоке. Для ускоренного отвода поршня имеется обратный клапан.

Основной частью станка является акустическая головка 3, которая сообщает инструменту колебательное движение. В головке применен двухстержневой никелевый магнитострикционный вибратор (преобразователь).

Техническая характеристика станка:

Диаметр обрабатываемого отверстия, мм 0,5—10

Наибольшая глубина обработки, мм …. (2—5) d

Продольное перемещение стола, мм…………. 80

Ход ползуна, мм …………………………… 100

Перемещение головки по ползуну, мм… 110

Чувствительность механизма подачи, Н (686—980) 10~³

Рабочая частота, кГц ……………………… 18—19

Мощность генератора, кВт…………………….. 0,25.

ЭЛЕКТРОИСКРОВЫЕ СТАНКИ

Основу электроискрового метода обработки металлов составляет процесс электроэрозии металлов. Сущность его заключается в том, что под воздействием коротких искровых разрядов, посылаемых источником электрического тока, металл разрушается. При обработке на электроискровом станке для прошивки отверстий (рис. 18.3, а) заготовку 2 погружают в бак с жидкостью и соединяют с положительным полюсом, выполняющим функции анода. Электрод (инструмент) 4, являющийся катодом, соединяют с отрицательным полюсом и укрепляют на ползуне 5, имеющем вертикальное перемещение по направляющим 6. Заготовка 2, стол 1, на котором ее закрепляют, корпус бака и станина станка электрически соединены между собой и заземлены, так что их электрический потенциал всегда равен нулю. Это необходимо для безопасности работы на станке.

Если, опустив ползун 5, прикоснуться электродом 4 к заготовке 2, то в электрической цепи пойдет электрический ток от отрицательной клеммы 7 генератора Г к положительной клемме 8. В электрическую цепь включен резистор 11. Это катушка из длинной тонкой проволоки. Изменяя сопротивление, можно регулировать силу тока, контролируя ее по амперметру 10.

Для того чтобы получить импульсные разряды, непрерывно следующие друг за другом, между электродом 4 и заготовкой 2 в электрическую схему станка включается конденсаторная батарея 12. Ее включают параллельно заготовке 2 и электроду 4. Если замкнуть выключатель электрической цепи при разведенных электродах станка, то в первый момент стрелка амперметра 10 резко отклонится и постепенно возвратится на 0. Стрелка вольтметра 9, наоборот, плавно отклонится от того значения напряжения, которое создается генератором. Это означает, что произошла зарядка конденсаторов. Теперь можно приблизить электрод к заготовке. Как только расстояние между ними станет небольшим, произойдет электрический разряд. При этом вся энергия, накопленная в конденсаторах, разрядится в промежутке между электродом и заготовкой, и чем больше запас энергии, тем больше будет электрическая эрозия анода (заготовки).

После разряда электрический ток между электродом и деталью исчезнет, так как вся энергия, накопленная в конденсаторах, израсходована, и снова начинается зарядка конденсаторной батареи. Следующий разряд произойдет как только конденсаторы зарядятся. Этот процесс происходит непрерывно, импульсные разряды следуют один за другим до тех пор, пока не закончится обработка.

Во время обработки электрод 4 не должен касаться заготовки иначе произойдет короткое замыкание. Между электродом 4 и заготовкой всегда должен поддерживаться небольшой, так называемый искровой промежуток. Это достигается с помощью различных устройств. Наиболее простое устройство — соленоидный регулятор (рис. 18.3, б). К верхнему концу ползуна 5 прикреплен стальной стержень-сердечник 13, который входит внутрь катушки (соленоида) 14, присоединенной к основной цепи. Присоединение сделано по разным сторонам резистора 11 так, что концы проводов 15 находятся под разными потенциалами.

Когда электрод 4 прикоснется к заготовке, электрическая цепь станка замкнется и в ней потечет электрический ток. Тогда на концах катушки 14 создается разность потенциалов, и в ней также потечет электрический ток. Сердечник 13 намагнитится и втянется в катушку 14, т.е. поднимется, поднимая вместе с собой ползун 5 и электрод 4. Искровой промежуток 3 между электродом 4 и заготовкой 2 восстановится, и основная электрическая цепь окажется разорванной — ток в ней исчезнет. Одновременно исчезнет ток и в катушке соленоида. Сердечник 13 размагнитится, перестанет втягиваться в катушку и под действием собственной массы опустится. Вместе с ним опустятся ползун 5 и электрод 4. Между электродом и заготовкой снова произойдет электрический разряд. По мере углубления отверстия электрод будет опускаться под действием силы тяжести.

Так будет продолжаться, пока идет процесс прошивки отверстия. Соленоидный регулятор автоматически постепенно опускает электрод по мере увеличения глубины отверстия. Если электрод можно сравнить с инструментом, то соленоидный регулятор может быть уподоблен механизму подачи. Электроды, применяемые при электроискровой прошивке, делают из мягкой латуни. Электрод должен иметь профиль, подобный профилю прошиваемого отверстия. Если диаметр отверстия больше 6 мм, то электрод лучше делать пустотелым.

Электроискровой прошивкой удается изготовлять отверстия с криволинейной осью (рис. 18.4). Электрод 2 из латунной проволоки изогнут по дуге окружности, радиус которой равен радиусу закрепления оси отверстия. Электрод укреплен в держателе 3, который может поворачиваться вокруг оси 1. Держатель 3 вокруг оси поворачивается с помощью шнура 4, верхний конец которого прикреплен к соленоидному регулятору. В остальном процесс совершается так же, как и при прошивке отверстий с прямолинейной осью.

Универсальные электроискровые станки обычно имеют вертикальную компоновку (рис. 18.5). Автоматический регулятор подач 7 сообщает вертикальные перемещения электроду-инструменту 8. Ванну 4 с заготовкой 9, установленной на столе 3, можно перемещать в вертикальном направлении с помощью электро­двигателя. Суппорт 5 при обработке отверстий с криволинейной осью поворачивается вокруг горизонтальной оси. Поперечный суппорт 6 перемещается по направляющим продольного суппорта. Продольный суппорт 5 установлен на направляющих 2 станины. Механизмы станка находятся внутри корпуса 1.

ЭЛЕКТРОИМПУЛЬСНЫЕ СТАНКИ

Электроискровой метод обработки металлов вытесняется электроимпульсной обработкой. Это объясняется тем, что электроискровая обработка имеет ряд серьезных недостатков: производительность сравнительно низка; износ электрода-инструмента относительно большой (например, износ латунных электродов составляет 25—30 % объема металла, снятого с заготовки), что значительно удорожает этот вид обработки и затрудняет получение необходимой точности. Кроме того, электроискровая обработка требует большого расхода электроэнергии. Электроимпульсный способ обработки металлов не лишен полностью недостатков электроискрового метода, однако является более производительным.

В электрической схеме (рис. 18.6) электроимпульсного станка отсутствуют конденсаторы, которые были нужны в электроискровом станке для получения импульсных разрядов. В электроимпульсном станке импульсные разряды, необходимые для электрической эрозии, создаются (генерируются) в специальном генераторе импульсов. Роль такого генератора импульсов играют преобразователь 1 и селеновый выпрямитель 2. Преобразователь 1 изменяет (преобразует) напряжение и частоту переменного тока; его подключают к заводской сети (напряжение 380 В, частота 50 Гц). На выходных зажимах преобразователя получают ток с более низким напряжением (50 В) и повышенной частотой (490 Гц). Селеновый выпрямитель 2 пропускает ток только в одном направлении. Таким образом, в течение 1 с получают 490 импульсов. При этом между электродом 3 и заготовкой 4 происходят электрические разряды. Заготовке сообщается колебательное движение в направлении подачи, что предохраняет электроды от короткого замыкания.

В отличие от электроискровой обработки при электроимпульсном процессе заготовка соединена с катодом электрической цепи, а инструмент — с анодом. Обработку ведут в жидкой среде (в маслах низкой вязкости: индустриальное 12, трансформаторное, а также в керосине и др.). Электроды изготовляют из меди, алюминия, чугуна, графита и т. д. Процесс электроимпульсной обработки основан на расплавлении малых объемов металла электродов в тех местах, где между ними проскакивают электрические разряды Каждый разряд снимает очень небольшое количество металла, но так как разряды происходят очень часто, один за другим, то общий объем металла достаточно велик. По мере съема металла электрод-инструменту сообщается подача.

Электроимпульсный метод позволяет производить обработку на небольших площадях (до 180 см²) с высокой производительностью (4000 мм³/мин).

АНОДНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СТАНКИ

При анодно-механической резке (рис. 18.7) электрод-инструмент делают обычно в виде диска, быстро вращающегося вокруг своей оси В пространство между обрабатываемой заготовкой 1 и вращающимся электродом-диском 2 подается по трубке 3 электролит. Электрод – диск, изготовленный из мягкой стали, и заготовка присоединены, как при электроискровой обработке, к генератору постоянного тока 4 (диск — к отрицательным, а деталь — к положительным клеммам). В отличие от электроискровой обработки жидкость, которая находится между электродом-диском и заготовкой, проводит электрический ток.

Из-за соприкосновения диска с заготовкой и наличия электролита между диском и заготовкой непрерывно проходит электрический ток. При анодно-механической резке диск имеет медленную поперечную подачу.

Сущность процесса состоит в следующем. Жидкость-электролит, которая подается в пространство между диском 1 и заготовкой 2, растворяет под действием тока металл, образуя на поверхности заготовки тонкую пленку 3 (рис. 18.8, а). Тонкая пленка, имеющая низкую прочность, легко соскабливается быстро вращающимся диском. На ее месте вновь образуется пленка, которая вновь счищается диском при дальнейшем его вращении. Таким образом, непрерывно происходит электрохимическое разъедание поверхности детали.

Вершины неровностей на поверхности заготовки (рис. 18.8, б) отделены от диска очень небольшим промежутком, через который легко проскакивает разряд, и подвергаются электрической эрозии: они расплавляются и частички выносятся вращающимся диском из места разреза в виде снопа искр. Таким образом, при анодно-механической обработке происходят одновременно два процесса: электромеханическое разъедание поверхности и электрическая эрозия. В качестве рабочей жидкости-электролита применяют водный раствор жидкого стекла.

Анодно-механическая обработка получила наибольшее распространение при резке металлических заготовок и заточке режущих инструментов; эту обработку можно использовать и для чистовой доводки поверхностей. Для анодно-механической резки применяют станки различных конструкций. Разрезаемый пруток 10 (рис. 18.9) зажимают в тисках 9. Диск 3 из листовой стали укреплен на оси, расположенной в маятнике 4, который может поворачиваться вокруг оси 6. Поворотом маятника обеспечивается необходимая подача. Подача регулируется гидравлическим регулятором 5. Диск вращается от электродвигателя 7 с помощью ременной передачи 8. Рабочая жидкость подается насосом 11 к соплу 2. Отработанная жидкость собирается в коробке 1. Скорость вращения диска обычно равна 15—25 м/с, напряжение тока 20—30 В. Силу тока выбирают в зависимости от диаметра разрезаемого прутка. При диаметре 40 мм сила тока равна 80 А, а при диаметре 200-250 мм — 300—350 А. Плоскость реза получается достаточно чистой и не требуется никакой дополнительной обработки. Если заменить диск стальной бесконечной лентой толщиной 0,8—1,2 мм и шириной 12—20 мм, то можно осуществить фигурную резку.

При анодно-механическои заточке инструмент 6 (рис. 18.10) закрепляют в тисках 4, которые присоединяют к положительному зажиму генератора постоянного тока. Заточка производится быстровращающимся диском 1, изготовленным из меди, чугуна или низкоуглеродистой стали. В зону соприкосновения затачиваемого инструмента с диском подается через сопло 2 рабочая жидкость (водный раствор жидкого стекла).

Анодно-механическую заточку и доводку производят за три перехода: обдирка, шлифование и доводка. Все эти переходы выполняют на одном и том же станке за одну установку затачиваемого инструмента, изменяют только электрические режимы обработки. Обдирку ведут при напряжении 20 В, шлифование— при напряжении 15 В; при доводке напряжение снижают до 10 В. В результате изменения напряжения меняется и характер обработки. При обдирке снимается большой слой металла (1—1,5 мм). Это необходимо для того, чтобы придать инструменту требуемую форму. При шлифовании глубина снимаемого слоя не превышает 0,1 мм. Доводкой снимается незначительный по толщине слой, составляющий всего 0,01—0,03 мм.

Металлорежущие станки с программным управлением представляют собой разнообразную и наиболее совершенную группу машин, в которой широко используют средства автоматики и электроники, электрические, механические, гидравлические, пневматические и другие устройства. Программное управление станками за сравнительно короткий срок бурно развивалось и стало основным направлением автоматизации металлообработки. Оно обеспечивает возможность более быстрой переналадки станка, чем в случае, когда на автоматизированном станке требуется замена кулачков или копиров, перестановка упоров и конечных выключателей и пр. В принципе кулачковые автоматы, копировальные станки и тому подобные автоматы тоже являются программными, однако их переналадка сложна. Поэтому станки с такими системами автоматического управления выгодно использовать лишь в массовом и крупносерийном производстве.

Основное отличие и преимущество станков с программным управлением заключаются в простоте переналадки, что дает возможность создавать экономически выгодные системы автоматизации для мелкосерийного и единичного производства.

По виду управления станки с программным управлением делят на станки с системами циклового программного управления и станки с системами числового программного управления. В основном распространены станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Применение станков с числовым программным управлением — одно из наиболее прогрессивных направлений автоматизации металлообработки на промышленных предприятиях, повышающее производительность в 3—6 раз и более. Дальнейшее развитие станков с ЧПУ привело к созданию многоцелевых станков. Отличительной особенностью этих станков является возможность комплексной обработки деталей (точение, сверление, фрезерование, резьбонарезание и т. д.) без их перебазирования с автоматической сменой режущих инструментов.

Внедрение новых видов преобразователей энергии (тиристорор, транзисторов, современных интегральных схем и микропроцессорной техники) позволяет унифицировать системы управления станками с ЧПУ. Широко применяют металлорежущие станки, оснащенные оперативной системой программного управления. Она позволяет рабочему вести диалог со встроенным управляющим устройством — многопроцессорной мини-ЭВМ. Оперативная система избавляет от необходимости обращаться к услугам специалистов вычислительных центров для составления программы. Программа вводится прямо на станке с пульта управления. Благодаря этому открывается реальная возможность использования таких станков на предприятиях с мелкосерийным и единичным характером производства.

Отработанная программа хранится в оперативной памяти мини-ЭВМ (или переносится в кассету внешней памяти на длительное хранение). Это позволяет рабочему при обработке деталей работать в автоматическом цикле. На новых станках с ЧПУ устанавливают регулируемый привод постоянного тока, что дает возможность отказаться от шестеренной коробки скоростей.

Числовое программное управление станком — управление обработкой заготовки на станке по управляющей программе, в которой данные заданы в цифровой форме. Совокупность функционально взаимосвязанных и взаимодействующих технических и программных средств, обеспечивающих числовое программное управление станком, называют системой числового программного управления.

Числовое программное управление станками по технологическим признакам подразделяют на позиционное, контурное, адаптивное и групповое.

Позиционное управление — числовое программное управление станком, при котором перемещение его рабочих органов происходит в заданные точки, причем траектории перемещения не задаются. Такое 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 необходимого контура обработки. ЧПУ для контурной обработки позволяет 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 режущего инструмента по заданному контуру детали. Для обработки плоских деталей используют системы кон­турной двухкоординатной, а для объемных деталей — трехкоординатной обработки.

Адаптивное управление — числовое программное управление, при котором обеспечивается автоматическое приспособление процесса 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.

В зависимости от основных операций обработки станки с ЧПУ объединены в различные технологические группы.

Токарные станки с ЧПУявляются наиболее многочисленной группой в парке станков с ЧПУ. Их выпускают в следующих исполнениях: 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 расположению направляющих суппорта токарные станки с ЧПУ выпускают с горизонтальным, вертикальным или наклонным расположением.

Станки с вертикальными и наклонными направляющими оригинальны в своем исполнении и имеют следующие преимущества: удобство обслуживания, облегчение схода и удаления стружки, расположение ходового винта станка между направляющими, что способствует повышению точности перемещения суппорта.

Токарные станки имеют две управляемые координаты: Z — вдоль оси шпинделя; X — перпендикулярно этой оси. Перемещение по оси Z осуществляется кареткой станка, вдоль оси X — поперечными 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 направлению с осью Z и перпендикулярное плоскости XZ. Существует тенденция оснащения станков не одной, а двумя револьверными головками (рис. 19.5). Одна головка 2 имеет ось поворота, совпадающую по направлению с осью Z и используемую для обработки наружных поверхностей. Другая головка 3 имеет ось поворота, перпендикулярную плоскости XZ, и инструменты, закрепленные в ней, предназначены для обработки внутренних поверхностей. Располагают головки по разные стороны от оси шпинделя с некоторым сдвигом относительно друг друга: головка 2 установлена на поперечные салазки 4 ближе к переднему торцу шпинделя 1, а головка 3 удалена от него. Такое размещение способствует лучшему доступу инструментов к обрабатываемой заготовке. На станках с двумя головками в работе могут участвовать 10—16 режущих инструментов.

Расточные и сверлильные станки.Расточные станки с ЧПУ можно разделить на две основные группы: с горизонтальным или вертикальным расположением шпинделя.

На расточных станках фрезеруют плоскости и пазы, сверлят и зенкеруют отверстия, растачивают отверстия, подрезают торцы, нарезают резьбу метчиками.

На расточных станках с вертикальным расположением шпин­деля целесообразно обрабатывать плоские заготовки (планки, плиты, фланцы, рычаги и др.), на горизонтально-расточных — корпусные детали. Для обработки заготовки с разных сторон на станках с вертикальным шпинделем необходимо иметь различные ее установы. 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, зенкерование, развертывание, нарезание резьб, фрезерование и т. д. Наличие крестового стола, возможность работать последовательно несколькими инструментами, а в некоторых случаях и многоинструментальными головками значительно расширяют возможности станка.

Фрезерные станки с ЧПУкомпонуют 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 преимущественно изготовляют плоскостные и коробчатой формы детали небольших габаритных размеров, а также сложные поверхности плоских и объемных кулачков, шаблонов и других деталей. На станках с горизонтальным шпинделем обрабатывают поверхности корпусных деталей, расположенные в различных плоскостях.

Многоцелевые станкиобеспечивают выполнение большой но­менклатуры технологических операций без перебазирования детали и с автоматической сменой инструмента. Режущий инстру­мент расположен в специальных инструментальных магазинах большой емкости, что дает возможность в соответствии с принятой программой автоматически устанавливать в шпинделе станка любой инструмент, требуемый для обработки соответствующей поверхности детали. Такая смена инструмента станка производится в течение 3—5с. На некоторых станках вместо смены инструмента в рабочем шпинделе осуществляется замена шпин­делей вместе с вставленными в них инструментами.

В соответствии с классификацией систем управления принята следующая система обозначения моделей станков с ПУ. К основному обозначению модели станка добавляют один из следующих индексов: Ц — станки с цикловым управлением; Ф1—станки с цифровой индексацией положения, а также станки с цифровой индексацией и ручным вводом данных; Ф2— станки с позицион­ными СЧПУ; ФЗ — станки с контурными СЧПУ; Ф4 — станки со смешанными системами ЧПУ.

Кроме того, введены индексы, отражающие конструктивные особенности станков, связанные с автоматической сменой инстру­мента: 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 контурной СЧПУ со сменой инструмента из магазина; МФ4 — станки со смешанными системами управления и магазином инструментов.

Некоторые модели станков с ЧПУ имеют и другую индекса­цию; например, у ранее выпускавшихся моделей станков после основного обозначения стоят индексы П или ПР. В других случаях (особенно для специальных станков) применяют буквенные индексы заводов-изготовителей с указанием порядкового номера модели: СМ-213 — станок Минского завода автоматических линий; ОФ-46 — станок Одесского завода фрезерных станков и т. д.

МНОГОЦЕЛЕВЫЕ СТАНКИ

Многоцелевые станки (МЦ) — станки с числовым программным управлением и автоматической сменой инструмента для выполнения нескольких различных видов обработки резанием. Кроме МЦ существуют и другие станки с ЧПУ с автоматической сменой режущих инструментов, которые не называют многоцелевыми. В чем же различие между ними.

Многоцелевые станки отличаются особо высокой концентрацией обработки. На них производят черновую, получистовую и чистовую обработку сложных корпусных заготовок, содержащих десятки обрабатываемых поверхностей, выполняют самые разнообразные технологические переходы: фрезерование плоскостей, уступов, канавок, окон, колодцев; сверление, зенкерование, развертывание, растачивание гладких и ступенчатых отверстий; растачивание отверстий инструмента с тонким регулированием на размер; обработку наружных и внутренних поверхностей и др.

Для осуществления этих операций на станке необходимо иметь большой запас металлорежущих инструментов. У станков с ЧПУ и автоматической сменой инструмента запас инструментов создается обычно в револьверных головках. Среди них фрезерные и сверлильные станки, предназначенные для изготовления главным образом таких корпусных и плоских деталей, для обработки которых достаточно иметь пять—десять различных инструментов. Многоцелевые 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 периодическим или непрерывным (по программе) делением. Это обязательное условие для обработки заготовки с нескольких сторон без переустановки. Станки новых конструкций оснащают дополнительными 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 производят 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 криволинейные поверхности, фрезеровать отверстия и т. д. Они отличаются широким диапазоном бесступенчатого регулирования частоты вращения шпинделя (заготовки) и подач, высокими (до 8—12 м/мин) скоростями быстрых (вспомогательных) ходов, особо высокой жесткостью и надежностью.

Многоцелевые станки для обработки корпусных деталей можно разделить на две группы, характеризуемые расположением оси шпинделя относительно рабочей поверхности стола: с перпендикулярным (вертикальным) расположением шпинделя к поверхности стола; с параллельным (горизонтальным) расположением шпинделя относительно зеркала стола (рис. 19.15). Вертикальный шпиндель станков первой группы обеспечивает доступ инструментов к одной стороне заготовки. Такие станки выгодно 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 приспособления. Станки с горизонтальным расположением шпинделя чаще всего снабжают поворотным столом, который создает условия для обработки детали с разных сторон.

Рис. 19.15. Компоновки многоцелевых станков

В конструкции современных МЦ наблюдается тенденция к переходу от дискретности задания перемещений в 0,01 мм к дискретности в 0,001 мм и от чувствительности (наименьшего отрабатываемого перемещения) в 0,005 мм к чувствительности 0,001— 0,002 мм. Дискретность и чувствительность станка в 0,001 мм удовлетворяют по точности отсчета размеров любым потребностям современного машиностроения.

Принцип построения станка с программным управлением и автоматической сменой инструментов можно рассмотреть на примере станка, изображенного на рис. 19.16. По внешнему виду (рис. 19.16, б) он напоминает расточный станок с колонной 5 и выдвижным шпинделем. Но в отличие от обычного станка на шпиндельной бабке установлен крупный магазин 6 с набором инструментов. Каждый инструмент вставлен в гнездо магазина так, что его ось параллельна оси магазина (барабана). Инструмент меняется специальной механической рукой. Цикл действий механической руки представлен на рис. 19.16, в. В исходном положении рычаг 10 руки расположен вертикально и не мешает работе инструмента, закрепленного в шпинделе 9, и периодическому повороту магазина 11. При смене инструмента корпус 8 механической руки поворачивается на 90° вокруг вертикальной оси влево; одновременно поворачивается также на 90° гнездо магазина с очередным инструментом. Рычаг руки поворачивается в горизонтальное положение, схваты рук 12 и 13 зажимают инструменты, находящиеся в шпинделе и в гнезде барабана. После раскрепления инструмента в шпинделе рычаг руки смещается вдоль своей оси, вытаскивает оба инструмента (из шпинделя и из гнезда магазина), поворачивается на 180° и, двигаясь вдоль своей оси, меняет инструменты местами: устанавливает новый инструмент в шпиндель, а отработавший — в освободившееся гнездо магазина. Схваты отпускают инструменты, рычаг руки поворачивается в вертикальное положение, а вся рука на 90° вправо, т. е. в исходное положение. Одновременно поворачивается вправо и гнездо со сменным инструментом.

Рис. 19.16. Многоцелевой станок

В магазине можно разместить до 30 различных инструментов, создавая их запас для группы деталей. При этом не обязательно, чтобы инструменты размещались в гнездах магазина в таком порядке, в каком они будут использованы. Выбор нужного инструмента производится так же, как и смена, автоматически по программе. Каждый инструмент предварительно вставляется в специальную оправку с десятью кольцами (рис. 19.16, г). Кольца 14 имеют разный диаметр и образуют своеобразный код инструмента. При повороте магазина оправка проходит мимо десяти-позиционного переключателя (датчика), замыкая своими кольцами его контакты. В тот момент, когда комбинация колец (код инструмента) совпадает с кодом, записанным на перфоленте, вращение магазина прекращается и нужный инструмент готов к подаче в шпиндель. Поиск нужного инструмента происходит при выполнении очередного перехода и поэтому не влияет на общее время обработки.

Обрабатываемая заготовка 4 (рис. 19.16, б) закрепляется на плите 2 приспособления, которая может перемещаться по направляющим среднего 3 и боковых 1 и 7 столов. При обработке заготовка находится на среднем столе, который может периодически поворачиваться на заданный угол в соответствии с программой. В зависимости от принятой технологии в каждом положении (позиции) стола выполняется или полная обработка всех поверхностей (плоскостей, отверстий и т. д.), или вначале фрезеруются поверхности, а затем обрабатываются отверстия.

Так как вся обработка детали ведется автоматически по программе, то за это время оператор устанавливает в приспособление левого стола 1 станка другую заготовку. По окончании обработки плита с приспособлением и обработанной заготовкой передвигается на правый свободный стол 7, а ее место занимает другая плита с уже закрепленной заготовкой. На станке можно обрабатывать сложные детали (рис. 19.16, а).

Многоцелевой станок с магазином большой емкости (рис. 19.17) предназначен для обработки корпусных деталей. Обрабатываемую заготовку 13 закрепляют в приспособлении 5, установленном на поворотном столе, что позволяет при необходимости вести обработку с двух—четырех сторон без переустановки. Режущий инструмент закрепляют в шпинделе 7. Для создания запаса инструментов имеется цепной магазин 11. В гнездах цепи помещается до 60 инструментов.. Для перемещения инструмента из магазина в шпиндель и обратно служит механическая рука 10 с двумя захватами. Подготовка к смене инструмента производится во время работы станка. Схват руки 2 (рис. 19.18) выдвигается из корпуса 1 и захватывает оправку с инструментом 4. При перемещении корпуса вдоль оси оправка с инструментом вытаскивается из гнезда 5 магазина. По окончании очередного перехода свободный схват 3 механической руки подводится к шпинделю соответствующим поворотом и осевым перемещением корпуса руки.

Для перемещения механической руки и ее схватов служат гидроприводы. Все инструменты устанавливаются непосредственно или с помощью переходных втулок в одинаковые конусные оправки 6 и настраиваются на размер вне станка. Оправки пронумерованы, что облегчает расстановку инструментов по гнездам магазина в соответствии с программой обработки.

Рис. 19.17. Многоцелевой станок с магазином большой емкости

Рис. 19.18. Устройство для смены инструмента

На станке выполняют операции сверления, зенкерования, развертывания, резьбонарезания, фрезерования и т. п. Привод шпинделя станка осуществляется регулируемым электродвигателем через коробку скоростей. Для движений подачи и быстрых перемещений служат электрогидравлические приводы, что позволяет получать подачи по осям X, Y и Z. Рабочие и установочные перемещения выполняются шпиндельной коробкой 8(см. рис. 19.17) по оси Y, стойкой 9 — по оси Z. и столом 12 — по оси X.

Для сокращения простоев станка, связанных по сменой обрабатываемых заготовок и подготовкой к обработке новой партии, предусмотрены две загрузочно-разгрузочные позиции 1и 2 (см. рис. 19.17), базовые плиты 5 и 5 и унифицированные детали установочно-зажимных приспособлений 6. В положении, показанном на рисунке, плита 5 с закрепленным на ней приспособлением и обрабатываемой заготовкой находится в рабочей позиции на подвижном столе станка. Вторая плита 3 свободна; на ней можно во время работы станка монтировать приспособление для закрепления других заготовок. Для перемещения плиты с приспособлением в рабочую позицию стол станка автоматически подводится к соответствующей загрузочно-разгрузочной позиции. Плита передвигается по направляющим 14. При обработке крупных корпусных деталей их можно устанавливать непосредственно на базовые площадки 4 стола.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ

Классификация автоматических линий. Автоматические линии представляют собой совокупность технологического оборудования, установленного в соответствии с технологическим процессом и соединенного автоматическим транспортом. Они предназначены для изготовления деталей в условиях крупносерийного и массового производства.

Автоматические линии подразделяют в зависимости от объема выпуска деталей на однопоточные (последовательного действия) и многопоточные (параллельно-последовательного действия); от типа станков — на линии, образованные из станков, специально построенных для данной линии, полуавтоматов и автоматов общего назначения, агрегатных станков, модернизированных универсальных станков; от способа передачи обрабатываемых заготовок со станка на станок — на линии со сквозным транспортированием с проходом детали сквозь места зажима, применяемые при обработке корпусных деталей на агрегатных станках, с верхним транспортированием — горизонтальным в продольном направлении и вертикальном в поперечном, с боковым (фронтальным) продольно-поперечным транспортированием, с комбинированным транспортированием, с роторным транспортированием, применяемым в роторных линиях; по расположению оборудования — на замкнутые и незамкнутые.

Замкнутые линии бывают круговые и прямоугольные. У круговых имеется небольшое число позиций и используется поворотный стол (например, станки-комбайны). Большинство автоматических линий имеет незамкнутое расположение оборудования — прямолинейное, Г-образное, П-образное, Ш-образное, зигзагообразное.

Основными факторами, влияющими на тип автоматической линии, являются вид детали и технологический процесс ее обработки. По виду обрабатываемых деталей различают автоматические линии для корпусных деталей, для валов, для деталей в форме дисков (зубчатых колес и др.), для колец шарикоподшипников, для мелких деталей (винтов, штифтов, роликов и т. п.).

Оборудование автоматических линий. В состав автоматической линии помимо станков входят транспортная система и система управления. Транспортная система состоит из устройства для перемещения деталей, загрузочных, поворотных, ориентирующих устройств, приспособлений для установки и закрепления обрабатываемых заготовок, устройств для отвода стружки и накопителей заделов.

Устройства для перемещения деталей. В автоматических линиях для перемещения обрабатываемых заготовок с одной рабочей позиции на другую применяют различные транспортные средства — конвейеры, механические руки, а также лотки и трубы и т. п.

Приспособления для установки и закрепления заготовок на автоматических линиях применяют двух видов: стационарные и приспособления-спутники. Стационарные приспособления предназначены только для выполнения определенной операции обработки на одном определенном агрегате (станке). Эти приспособления выполняют следующие функции: предварительное ориентирование заготовки, базирование, окончательное ориентирование и фиксирование ее в этом положении, закрепление и раскрепление, направление режущих инструментов при обработке. В стационарных приспособлениях заготовки устанавливаются автоматически. Это осуществляется специальными питателями, которые могут совершать относительно простые пространственные перемещения заготовок. Следовательно, подача заготовок с конвейера в стационарное приспособление, установка их на базовые поверхности, фиксация, закрепление, раскрепление и перемещение из рабочей зоны станка на конвейер должны осуществляться простыми транспортными движениями питателя. Стационарные приспособления используют на автоматических линиях в основном для заготовок, неподвижных при обработке (головки и блоки цилиндров двигателей и т. д.).

На многих автоматических линиях применяют приспособления-спутники. Они служат для закрепления заготовок сложной конфигурации, не имеющих удобных поверхностей для надежного базирования при транспортировании и обработке. Эти приспособления сохраняют ориентацию при транспортировании и легко базируются, фиксируются и закрепляются в рабочих позициях линии. Установку и закрепление заготовок в таких приспособлениях, а также освобождение и удаление готовых деталей осуществляют вручную или автоматически с помощью специальных устройств, установленных в начале линии.

Накопительные устройства. Для уменьшения потерь рабочего времени, связанного с наладкой отдельных станков автоматической линии, ее разделяют на отдельные участки, каждый из которых при остановке других может работать самостоятельно. Чтобы каждый участок линии мог работать независимо от других, перед началом каждого из участков создают межоперационные заделы. Для приема, хранения и выдачи деталей из межоперационных заделов на линиях применяют специальные автоматические накопители. Накопительные устройства делятся на два вида: транзитные (проходные) и тупиковые. Транзитные накопители устроены так, что заготовки перемещаются в них при нормальной работе линии, т. е. для выдачи из накопителя одной заготовки необходимо перемещать все заготовки, находящиеся в нем. Тупиковые накопители сконструированы так, что при бесперебойной работе двух смежных участков линии поток деталей с предыдущего участка поступает на последующий, минуя накопитель. Накопитель включается в работу только в случае остановки предыдущего участка линии.

Система управления автоматическими линиями. Для последовательной работы всех механизмов автоматических линий применяют комплекс автоматического управления, включающий: а) систему управления всеми движениями и очередностью работы основных и вспомогательных механизмов; б) систему блокирования, обеспечивающую безаварийность работы машин, механизмов и инструментов; в) систему регулирования, служащую для подналадки станков и инструментов; г) систему контроля, служащую для контроля размеров обрабатываемых заготовок; д) систему сигнализации, облегчающую обслуживание линии; е) программируемые контроллеры.

В перечисленных системах автоматического управления применяют электрические, гидравлические и пневматические устройства связи. Устройства связи (цепи управления), в свою очередь, подразделяют на внешние, внутренние, промежуточные и вспомогательные.

Внешние связи управления обеспечивают согласованную работу нескольких независимых друг от друга участков автоматической линии. Промежуточные связи обеспечивают согласованную работу отдельных станков какого-либо участка. Внутренние связи представляют собой цепи управления, обеспечивающие последовательную работу отдельных механизмов станков, входящих в автоматическую линию. Вспомогательные связи управляют последовательностью фаз работы отдельных агрегатов с другими системами управления. Внешние и вспомогательные связи почти всегда бывают электрическими, а промежуточные— комбинированными (электромеханическими, электрогидравлическими или электропневматическими). Внутренние связи — механические, электрические, пневматические, гидравлические или комбинированные.

На автоматических линиях применяют различные системы управления последовательностью фаз работы основных и вспомогательных агрегатов (централизованные, децентрализованные и смешанные), которые выбирают в зависимости от назначения и состава оборудования, размера линии, а также длительности цикла ее работы.

Удаление стружки. В автоматических линиях применяют следующие способы удаления стружки: механический — с помощью скребков, щеток, винтовых конвейеров и т. п.; гравитационный, когда стружка подается на наклонную плоскость и скатывается в специальный стружкосборник; смывание стружки струей жидкости; сдувание стружки сжатым воздухом; с помощью электромагнитов.

Снабжение автоматических линий смазочно-охлаждающими жидкостями может осуществляться несколькими способами:

а) централизованным от общезаводской системы; б) от специально изготовленной для данной линии станции очистки и подачи смазочно-охлаждающих жидкостей к отдельным станкам (применяют при отсутствии централизованного способа снабжения); в) от местных станций для очистки и подачи смазочно-охлаждающих жидкостей (станции установлены на тех станках линии, обработку на которых производят с охлаждением).

Виды автоматических линий. Автоматические линии из агрегатных станков применяют для обработки корпусных деталей. Агрегатные станки автоматических линий имеют свыше 70 % нормализованных узлов, поэтому они получили широкое распространение. На рис. 20.2 показана типовая схема автоматической линии из агрегатных станков. Обрабатываемые заготовки, последовательно проходя через все позиции обработки, не снимаются с транспортера. В каждой рабочей позиции заготовки фиксируются и зажимаются в стационарных приспособлениях.

Рис. 20.2. Автоматическая линия из агрегатных станков:

1-пульт управления; 2, 14, 21 — подставки; 3 — приспособления; 4 — несамодействующая силовая головка; 5 — вертикальная станина; 6 — барабан;7 — наклонные подставки; 8 — салазки; 9, II, 18 — самодействующие силовые головки; 10 — цилиндр зажима заготовки; 12 — привод транспортирования стружки; 13 — приточная гидроаппаратура;15 — гидростанция; 16 — насос для подачи смазочного материала; 17 – станина-подставка; 19 — поворотный стол; 20 — конвейер

Автоматические роторные линии состоят из роторных станков, связанных между собой конвейером и единым приводом. Они имеют высокую производительность, легко переналаживаются и могут быть использованы в серийном и массовом производстве. Роторные линии компонуют по принципу непрерывного действия. В роторных линиях частично или полностью совмещены по времени процессы обработки и транспортирования деталей. На рис. 20.3 показана схема автоматической роторной линии, на которой достигнуто полное совмещение времени обработки и транспортирования деталей. На таких линиях инструмент и заготовка в процессе обработки одновременно двигаются и вращаются вокруг центральной оси. Заготовка на ходу передается с рабочих (2, 4) на транспортные (3) роторы.

Группа станков автоматической роторной линии показана на рис. 20.4. Необходимое вращение инструменту, заготовке, рабочему и транспортному роторам сообщается от электродвигателя через систему зубчатых, червячных или других видов передач. Поступательное движение инструмент или заготовка получает либо от соответствующих копиров, либо от гидросистемы.

Рис. 20.3. Схема автоматической роторной линии:

/ — рабочие шпиндели; 2 — ротор сверления; 3 — транспортный ротор; 4 — ротор развертывания; 5 — ротор закалки

Рис. 20.4. Группа станков автоматической роторной линии:

1 — роторный станок; 2 — путь, проходимый обрабатываемой заготовкой по станкам и конвейерам линии; 3 — клещи (захваты) конвейерного ротора для захвата детали; 4 — конвейерный ротор для перемещения обрабатываемых заготовок; 5 — блок инструмента; б — копир для продольного перемещения инструмента

Автоматизированные участки и производства. Для современного этапа научно-технической революции характерна комплексная автоматизация производства на базе машин-автоматов. Из станков с ЧПУ создают автоматические линии, участки и целые производства.

Автоматическая линия из станков с ЧПУ — совокупность автоматических станков (машин) с ЧПУ, установленных в соответствии с технологическим процессом; загрузку, разгрузку и межоперационное перемещение обрабатываемых заготовок от станка к станку осуществляет автоматическая транспортная система с программным управлением, включающая накопитель первичной загрузки; смена инструмента автоматизирована; работой всего оборудования управляет единая программа.

Автоматический участок из станков с ЧПУ — совокупность станков с ЧПУ с единой системой управления загрузкой станков. Для участка характерны наличие общего автоматизированного склада для заготовок, полуфабрикатов и готовых изделий, механизированных или автоматизированных, например, с помощью промышленных роботов, средств доставки от станков к складу и обратно заготовок и полуфабрикатов, общей системы подготовки инструмента и приспособлений. Управление работой всего оборудования осуществляется по взаимно увязанным программам.

Автоматическое производство — совокупность нескольких автоматических линий или участков из станков с ЧПУ.

На основе использования оборудования с ЧПУ и средств вычислительной техники созданы типовые комплексно автоматизированные участки для механической обработки деталей, выпускаемых мелкими и средними сериями, позволяющие обеспечить повышение производительности труда в 4—5 раз. Основным направлением в области совершенствования станочных комплексов является их гибкость с обязательным наличием роботов на базе трудосберегающей (безлюдной) технологии. Автоматические станочные комплексы могут состоять из нескольких станков (многоцелевых, универсальных и др.), а также роботов, транспортно-накопительной системы, системы автоматического контроля, склада и др. Их можно переналаживать на обработку определенной номенклатуры деталей.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ

Общие сведения

Как следует из определения, приведённого выше, ПР состоит из исполнительного устройства в виде манипулятора и устройства программного управления. На рис. 3.4 представлена одна из конструкций промышленного робота.

Манипулятор ПР предназначен для выполнения двигательных функций при перемещении объектов в пространстве и представляет собой многозвенный механизм с разомкнутой кинематической цепью.

Конструктивно манипулятор состоит из несущих конструкций, исполнительных механизмов, захватного устройства, привода с передаточными механизмами и устройства передвижения.

Устройство управления ПР необходимо для формирования и выдачи управляющих воздействий манипулятору в соответствии с управляющей программой и конструктивно состоит из собственно системы управления, информационно-измерительной системы с устройствами обратной связи и системы связи.

Несущие конструкции служат для размещения всех устройств и агрегатов ПР, а также для обеспечения необходимой прочности и жесткости манипулятора. Несущие конструкции выполняют в виде оснований, корпусов, стоек, рам, тележек, порталов и т. п.

Исполнительный механизм – это совокупность подвижно соединённых звеньев манипулятора, предназначенных для воздействия на объект манипулирования или обрабатываемую среду.

Захватное устройство – конечный узел манипулятора, обеспечивающий захватывание и удержание в определённом положении объекта манипулирования.

Рис. 3.4. Конструкция промышленного робота:

1 – датчик обратной связи; 2 – захватное устройство; 3 – кисть; 4 – рука манипулятора; 5 – колонна; 6 – несущая конструкция (основание); 7 – при­вод руки; 8 – блок управляющего устройства с пультом

Принципы действия и конструкции захватных устройств различны и зависят от объекта манипулирования, включая его размеры, форму и физико-химические свойства. Захватные устройства можно классифицировать по следующим признакам: а) по способу захвата и удержания объекта; б) по наличию устройств очувствления. По первому признаку захватные устройства делят на механические, вакуумные, электромагнитные и комбинированные; по второму признаку — на неочувствленные и очувствленные.

Механические захватные устройства состоят из приводного устройства, механизма зажима и захватывающих элементов (губок схвата). По виду используемого привода механические схваты подразделяют на электромеханические, пневматические и гидравлические, а по виду движения губок — на схваты с поступатель­ным и поворотным движениями губок, осуществляемыми соответствующими механизмами зажима.

Вакуумные захватные устройства — это в основном вакуум-присосы, удерживающие предмет за счет разрежения воздуха, создаваемого между поверхностью предмета и вакуум-присосом.

Электромагнитные захватные устройства, основной частью которых являются электромагниты, используют для манипулирования с ферромагнитными предметами.

Схват с электромеханическим приводом приведен на рис. 21.2, а. Плоскопараллельное движение губок 1 и 2 схвата осуществляется с помощью электродвигателя М,зубчатой передачи 4 и передачи винт-гайка 3.

Рис. 21.2. Захватные устройства

У схвата, показанного на рис. 21.2, б,плоскопараллельное движение губок 1 и 2 обеспечивают параллелограммные механизмы 3, которые приводятся в движение от приводного вала 5 с помощью конической передачи 4. Для обеспечения легкосъемности схвата связан с последним звеном 6 манипулятора специаль­ным замком 7. Соединение фиксируется двумя рычажками 8, проходящими через пазы втулки 9 схвата и входящими своими концами в канавки звена 6. Рычажки подпружинены пружинами 10.

Схват с приводом от пневмоцилиндра одностороннего действия представлен на рис. 21.2, в. Губки 1 и 2 схвата через си­стему рычагов 3 и 4 приводятся в движение с помощью пневмо­цилиндра 5, закрепленного на последнем звене манипулятора, и пружины 6,

У схвата с пневмоцилиндром двойного действия (рис. 21.2, г) приводное устройство губок 1 и 2 представляет собой сдвоенную реечную пару 3, связанную с параллелограммными механиз­мами 4, обеспечивающими плоскопараллельное перемещение губок.

Схват для взятия плоских деталей, выполненный в виде ва­куум-присоса изображен на рис. 21.2, д. Разряжение между поверхностью заготовки и резиновой прокладкой 1, приклеен­ной к чашке 2, создается при отсосе воздуха через штуцер 4. Для компенсации погрешности позиционирования при опускании манипулятора чашка может перемещаться в вертикальном на­правлении в корпусе 3. Возврат в исходное положение осуще­ствляется пружиной 5.

В электромагнитном схвате (рис. 21.2, е.)три электромагнита 1 закреплены на крестообразном основании 2,которое крепится к звену 3.В основании звена видны пазы, используемые для установки электромагнитов на заданный размер заготовки.

На схватах промышленных роботов, если это необходимо по условиям технологического процесса, устанавливают чувстви­тельные элементы, дающие информацию об объекте и внешней среде, в которой функционирует робот.

Привод предназначен для преобразования подводимой энергии в механическое движение звеньев исполнительного механизма в соответствии с сигналами, поступающими с устройства управления.

Устройство передвижения служит для перемещения манипулятора или ПР в целом в необходимое место рабочего пространства и конструктивно состоит из ходовой части и приводных устройств.

Система управления необходима для непосредственного формирования и выдачи управляющих сигналов и состоит из пульта управления, запоминающего устройства, вычислительного устройства, блоков управления приводами манипулятора и технологическим оборудованием.

Информационно-измерительная система предназначена для сбора и первичной обработки информации для системы управления ПР, включает в себя устройство обратной связи, устройство сравнения сигналов и датчики обратной связи.

Систему связи используют для обеспечения обмена информацией между ПР и оператором или другими роботами и технологическими устройствами с целью формулировки заданий, контроля за функционированием систем ПР и технологического оборудования, диагностики неисправностей, регламентной проверки и т.п.

Резка проката и слитков – одна из самых распространенных операций металлообработки. В качестве оборудования, осуществляющего резку заготовок, применяют ножницы и отрезные станки. Кроме того используются установки для гидроабразивной резки.

Отрезные станки

Абразивно-отрезные.Абразивно-отрезные маятниковые станки (рис.1) предназначен для поперечной резания отрезным абразивным кругом заготовок из металла отрезным абразивным кругом на бакелитовой связке с упрочняющими элементами.

Рис. 1. Абразивно-отрезные маятниковые станки с ручной подачей

Дисковоотрезные отрезные станки.Дисково-отрезные станки (рис. 2) предназначены для работы дисковыми пилами. Охлаждение пилы и удаление стружки из зоны резания осуществляется посредством смазочной охлаждающей жидкости, циркулирующей в замкнутой системе. Точное зажатие заготовки выполняется благодаря регулируемому зажиму кулачков тисков. Станок, как правило, предусматривает возможность работы оператора с любой стороны станка благодаря перемещаемой педали. Зажатие заготовки осуществляется в автоматическом режиме благодаря специальному устройству в тисках. Процесс резания осуществляется с автоматической подачей. Имеется возможность производить распил под углом /- 45 град.

Рис. 2. Дисковый отрезной станок.

Лентопильные станки по металлу предназначены для резки всех обычно используемых материалов, начиная с алюминия и его сплавов, цветных металлов и, заканчивая высокотвердой сталью. Лентопильные станки характеризуются жесткостью конструкции и высокой производительностью при условии соблюдения небольших размеров и мобильности.

Лентопильныепильные подразделяют на ручные, полуавтоматические и автоматические (возможна полная автоматизация и полуавтоматических моделей станков). По расположению режущего инструмента (ленточной пилы станки подразделяют на горизонтальные и вертикальные. Станки могут быть специальными, специализированными и универсальными.

Резка металлов под углом обеспечивается благодаря использованию поворотных тисков или путем поворота плеча пилы. Для больших размеров можно использовать систему охлаждения.

По функциональным возможностям, следовательно, и по области применения всю широкую гамму можно разделить на несколько классов.

Лентопильные станки первого класса предназначены для высокопроизводительного разрезания практически всех металлов, используемых в современном машиностроении: цветных сплавов, конструкционных и высоколегированных сталей, никелей и титановых сплавов. Они способны разрезать с высокой скоростью как сплошной прокат и поковки большого диаметра, так и трубы и тонкостенный профиль. Отсюда и области применения: основные производства металлургических заводов, заготовительные участки высокотехнологичных предприятий, использующих трудно обрабатываемые материалы, а также цеха, с потребностью высокой производительности на единицу оборудования. Это обусловлено тем, что лишь станки первого класса могут успешно работать как с биметаллическими, так и с твердосплавными пилами.

По конструктивному исполнению из горизонтальных станков к первому классу относятся только портальные (у которых пильная рама перемещается вдоль подвижного портала) и двух стоечные (у которых пильная рама опускается вдоль вертикальных стоек). При этом главным критерием двухстоечного станка, по которому его можно отнести к станкам первого класса является конструкция направляющих, по которым перемещается пильная рама во время рабочего хода. Направляющие обязательно должны быть рассчитаны на сверхвысокие нагрузки, возникающие при резке поковок большого диаметра из труднообрабатываемых материалов. В процессе резания появляются усилия, которые стремятся деформировать пильную раму, направляющие стойки и станину. Это приводит к возникновению микродеформаций пильной рамы, которые могут передаваться на остальные несущие части конструкции станка. В станках первого класса эта проблема решается за счет или применения призматических направляющих с линейными подшипниками, которые компенсируют деформации, или за счет развития диаметра цилиндрических направляющих, которые имеют достаточную жесткость, чтобы воспринимать все усилия. Относительный коэффициент жесткости стоек должен быть не менее 0,28 (относительный коэффициент жесткости равен отношению диаметра направляющей пильной рамы к максимальному диаметру заготовки). По степени автоматизации станки этой группы бывают автоматические и полуавтоматические. К обязательным атрибутам относятся: мощный электропривод с широким диапазоном скоростей, управление и скоростью и давлением подачи, устройство контроля натяжения полотна, относительно широкая пила, выдерживающая колоссальные знакопеременные нагрузки, механизм очистки пилы и т.п. Лентопильные I класса можно отнести к специальному отрезному оборудованию. При этом они характеризуются самой высокой стойкостью режущего инструмента и, соответственно, низкой стоимостью одного реза. Наиболее же распространенными являются станки второго и третьего класса.

Лентопильные станки II класса могут применяться на всех заготовительных производствах (кроме тех, где необходимы станки первого класса). Они способны резать цветные металлы, легированные и нержавеющие стали, часть жаропрочных сталей и легкообрабатываемых титановых сплавов, т.е. те материалы, которые можно обрабатывать с помощью биметаллических ленточных пил (с режущей кромкой из быстрорежущей стали).

По конструктивному исполнению это двухстоечные , одностоечные и консольные (с пильной рамой закрепленной на шарнире). Большинство таких станков позволяют разрезать заготовку под различными углами к её оси. Поэтому они относятся к универсальному оборудованию. Но меньшая жесткость конструкцию, более низкая мощность электропривода и упрощенный дизайн ограничивают практическое применение. Второй класс используется для нарезки в размер труб, фасонного профиля и сплошного проката. При этом диаметр сплошного проката необходимо ограничивать примерно 70-80 % от максимально допустимого размера для данного станка (т. к. очень существенно снижается производительность, а самое главное ресурс оборудования). Обязательные отличительные черты консольных станков этой группы — это принудительное опускание пильной рамы гидравлическим приводом (в отличие от станков третьего класса, где пильная рама опускается под собственным весом, удерживаемая гидроцилиндром), электропривод с плавно меняющимся диапазоном скоростей, управление скоростью/давлением подачи, устройство визуального контроля натяжения полотна, механизм чистки пилы, отсутствие необходимости регулировки наклона осей шкивов привода пилы. По степени автоматизации станки этой группы изготавливаются автоматические и полуавтоматические. На автоматических станках подача заготовки в зону резания осуществляется гидравлическими тисками, что позволяет иметь точность по длине заготовки около 0,1 мм. На вышеперечисленных заготовках станки II класса имеют высокую стойкость режущего инструмента, и самый короткий срок окупаемости среди всех лентопильных станков. Это как раз и повлияло на массовую популярность их применения на заготовительных производствах машиностроительных заводов, мостостроительных предприятиях, фирмах, изготавливающих металлоконструкции.

лентопильные станки III класса

В основном, это станки с консольным расположением пильной рамы (но иногда встречаются и упрощенные двухстоечные). Они изготавливаются в автоматическом, полуавтоматическом и ручном исполнении. Основные недостатки консольных станков третьего класса — это опускание пильной рамы под собственным весом или за счет мускульного усилия рабочего, частое отсутствие механизмов очистки пилы и визуального контроля натяжения пилы, необходимость периодической регулировки наклона осей шкивов привода пилы, отсутствие контроля и регулировки давления пилы на заготовку (клапан на поддерживающем цилиндре позволяет регулировать лишь скорость подачи, да и то в очень узком диапазоне), нежесткая станина при тяжелой пильной раме и т. д. Эта группа очень капризна в эксплуатации, из-за использования более дешевых комплектующих и узлов оборудование ненадежно, требует высокой квалификации обслуживающего персонала и частых регламентных работ. Поэтому в мире подобного станки класса используют на небольших производствах, не требующих высокой производительности, для нарезки в размер в основном труб и профильного проката. Отрезка сплошного проката занимает слишком много времени. Так, даже по сравнению со станками второго класса производительность на сплошном прокате может быть ниже в полтора-два раза. Опускание же пильной рамы под собственным весом часто приводит к вибрации полотна во время резания и резкому снижению срока службы пилы.

К лентопильным IV класса относятся все бытовые и настольные станки. Применять их в каком бы то ни было производстве категорически не рекомендуется.

На рис. 3-7 приведены изображения лентопильных станков различных типов.

Рис. 3. Ручной ленточнопильный станок

Рис. 4. Полуавтоматические горизонтальные

ленточнопильные станки

Рис. 5. Полуавтоматический вертикальный

ленточнопильный станок

Рис. 6. Автоматические горизонтальные

ленточнопильные станки

Рис. 7. Специальные ленточнопильные станки

Ножовочные отрезные станки (рис. 8) предназначены для холодной резки металла различного профиля. Резка металла, закрепленного в тисках, производится ножовочным полотном. Резка заготовок под углами производится в специальных комбинированных тисках. Главное движение станка – поступательное движение инструмента (ножовочного полотна).

Рис. 8. Ножовочно-отрезной станок

Ножницы

Среди ножниц наибольшее распространение получили кривошипные (для резки сортового проката, листового проката) и комбинированные. Ножницы для сортового проката выпускаются с номинальным усилием до 40 МН (например, модель НА15460), они могут резать круглые штанги диаметром до 320 мм (при σ_в = 500 МПа), квадрат со стороной до 320 мм, полосу 450×200 мм и совершают до 12 ходов в минуту. Мелкие сортовые ножницы могут совершать до 50 ходов в минуту.

Рассмотрим подробнее режущие средства ножниц. По расположению ножей различают ножницы с параллельными и наклонными ножами. Ножницы с параллельными ножами применяют для резания заготовок прямоугольного и квадратного сечений, а также сортовых профилей (уголок, швеллер) в горячем и холодном состоянии. В зависимости от схемы резания различают ножницы с верхним и нижним резом. Ножницы с верхним резом обычно выполняют с кривошипно-шатунным механизмом и электрическим приводом. Они проще, но имеют недостатки: на нижней грани полосы после реза образуется заусенец; затруднено дальнейшее продвижение полосы; требуют применения качающегося стола. Поэтому при резке сечений высотой более 30–60 мм применяют ножницы с нижним резом.

Для операций над листовым прокатом используются следующие типы ножниц: кривошипные листовые с наклонным ножом (гильотинные); высеченные; многодисковые для рулонной и листовой стали; двухдисковые одностоечные с наклонными ножами. Наибольшее распространение получили кривошипные ножницы с механическим от электродвигателя приводом, основным рабочим органом которых является кривошипный механизм. В них используются три схемы резки: с вертикальным движением верхнего ножа, с движением по дуге и с движением под углом 1^о30^‘–2^о к вертикали. Ножницы с вертикальным движением ножа предназначены для резки полос под штамповку и заготовок с грубым полем допуска. Ножницы с движением ножа по дуге применяются при подготовке кромок отрезаемой полосы под сварку. Последний вид ножниц с наклонным движением ножа предназначен для получения точных заготовок.

Кинематические схемы кривошипных ножниц зависят от схемы резки, вида прижима, типа привода и кривошипного механизма.

Высечные ножницы применяются для фигурной резки. На них можно производить, используя специальные приспособления, резку полос, вырезку дисков, шайб, колец, спиралей, щелей, обрезку заусениц, а также формообразующие (отборка, гибка), соединительные (заклёпочные, замковые) и специальные (получение фланцев на трубах, выколотка сферических чаш) операции.

На дисковых ножницах резку выполняют при встречном вращении инструмента, имеющего форму дисков. Их успешно применяют при продольной резке листового материала с большой длиной реза; для обрезки продольных кромок дисков и лент; для фигурной резки по радиусу, величина которого не меньше радиуса ножа, и т. д. У двухдисковых ножниц с наклонными ножами оси расположены приблизительно под углом 45° к горизонту и наклонены в сторону подачи листа. Каждый из дисков является приводным, имеет встречное направление вращения, при котором осуществляются технологические операции.

Для резки рулонного листового материала на более узкие полосы или ленты применяют многодисковые ножницы. В процессе роспуска необрезного рулонного материала выполняют следующие операции: разматывание исходного рулона, поперечную резку переднего конца ленты, продольную резку, обрезку кромки, утилизацию отходов, сматывание нарезных лент в рулоны и отрезку заднего конца ленты. Для выполнения указанных операций многодисковые ножницы снабжают загрузочной и разгрузочной тележками, разматывателем, кромкокрошителем, или кромкомоталками, моталкой и ножницами для поперечной резки ленты.

Под гидроабразивной резкой подразумевается резка высокоскоростной струёй воды или струёй воды, смешанной с абразивом (гидроабразивная резка). Принцип действия этого метода заключается в том, что поток воды, проходя через отверстие диаметром 0,2 … 0,4 мм, разгоняется до скорости порядка 900 м/мин и направляется на разрезаемую поверхность. При гидроабразивной резке в поток воды добавляется абразив. Во время столкновения с разрезаемым материалом кинетическая энергия струи преобразуется в механическую энергию микроразрушения обрабатываемого материала, и происходит резание.

Преимущества гидроабразивной резки:

· метод гидроабразивной резки может быть применён абсолютно к любым материалам

· разрезаемый материал не подвергается термическому воздействию (холодное резание);

· отсутствие пыли и вредных газов (поток струи воды уносит пыль с собой);

· инструмент резки (струя воды или вода абразив) не нуждается в переточке;

· низкое тангенциальное усилие резания на деталь (в общем случае даже не требуется зажима разрезаемого материала);

· небольшая, порядка 1 мм, ширина реза (уменьшение отходов и улучшение экономичности раскроя);

· высокая скорость резания;

· возможность резки сложных контуров по фасонным поверхностям;

· рациональный расход материалов;

· быстрое реагирование на нужды производства.

На рис. 9 приведено изображение установки гидроабразивной резки. Установка гидроабразивной резки размещается на станине. Станок состоит из стола-резервуара с поддерживающими решетками для размещения обрабатываемой заготовки, станины, и подвижного портала, перемещающегося по направляющим станины. Портал также имеет направляющие, по которым перемещается суппорт с одной или несколькими режущими головками для резки водой/ водой с абразивом. Установка оборудована системой очистки воды от механических примесей, насосом высокого давления, устройством ЧПУ, системой очистки отработанной воды перед сливом в дренаж, бункером высокого давления для хранения и подачи абразива, дозирующими устройствами подачи абразивного песка к режущим головкам и комплектом предохранительных устройств.

Рис. 9. Установка гидроабразивной резки

Основным элементом установки для гидроабразивной резки является режущая головка с насосом высокого давления. С помощью насоса высокого давления вода под давлением ~4 100 Бар через соединительные трубки подается к режущей головке, в которой установлена форсунка с очень малым проходным сечением (Ø0,08-Ø0,5 мм). Вода, проходя через форсунку, конвертирует высокое давление в кинетическую энергию струи. Скорость водяной струи на выходе сопла достигает 900 м/сек. Затем, струя воды, проходя через камеру смешивания, захватывает абразивные частицы, поступающие из бункера. Образованная таким образом смесь воды и абразива направляется на поверхность материала и разрушает его.

В качестве абразива (режущего инструмента) в установках гидроабразивной резки используется гранатный песок. Благодаря своему кристаллическому строению, гранат как минерал обладает высокой прочностью и плотностью.

Сравнивая установки для гидроабразивной резки с другими с традиционными методами резки, такими как плазменная и лазерная резка, системы гидроабразивной резки имеют ряд существенных преимуществ:

· разрезаемый материал не подвергается термическому воздействию, т.е. не требует дополнительной термической обработки.

· отсутствие вредных пыли и газов.

· инструмент резки (струя воды или вода абразив) не нуждаются в переточке.

· низкое тангенциальное усилие резания на деталь, в отдельных случаях не требуется закрепления разрезаемого материала на столе.

· небольшая ширина реза, что сказывается на уменьшении отходов и на улучшении экономичности раскроя.

· высокая скорость резания любых материалов.

· возможность резки сложных контуров.

· быстрая переналадка.

Контрольные вопросы:

1. Приведите классификацию конструкций ножниц для резки листового и сортового проката.

2. Перечислите конструктивные особенности кривошипных листовых ножниц с наклонным ножом.

3. Какие схемы резки для кривошипных листовых ножниц вы знаете? Каково назначение ножниц с различными схемами резки?

4. Для чего применяются высеченные и дисковые ножницы? Каковы их особенности?

5. От каких параметров зависит величина хода верхнего ножа в кривошипных ножницах?

6. Какие операции, кроме резки, могут выполняться на ножницах?

ЭКСПЛУАТАЦИЯ СТАНКОВ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Наличие в достаточном количестве различного, даже первоклассного, оборудования еще не решает задачу высокопроизводительной ритмичной работы предприятия. Кроме надлежащей организации производства исключительно важное значение имеет правильная эксплуатация оборудования.

Задачей правильной эксплуатации является получение от станка наибольшей производительности при обеспечении его долговечности и точности. Наибольшую производительность от станка получают в результате правильного выбора и высокого качества режущего инструмента, назначения необходимых режимов резания, правильной наладки станка.

Станки должны обеспечивать устойчивую высокопроизводительную работу во все время их эксплуатации. Требования правильной эксплуатации станков включают точное и правильнее осуществление упаковки, транспортирования, установки в цехах, эксплуатации, паспортизации, ремонта и модернизации станков. Правильные упаковка и транспортирование исключают порчу и поломку станков. Соблюдение всех условий правильной установки станка способствует качественной его работе. Испытание станков необходимо обычно для проверки статической и динамической точности, проверки на мощность, жесткость и виброустойчивость станка и т. д.

Производственная эксплуатация станков включает мероприятия по чистке и смазыванию станков, выбору смазочно-охлаждающих жидкостей, сбору и восстановлению отработанных смазочных и обтирочных материалов и т. п. Паспорт позволяет правильно использовать станок по всем его показателям и назначению.

Своевременный и качественный ремонт оборудования является важным условием ритмичной работы предприятий. Устаревшие станки следует модернизировать, что значительно увеличивает срок использования станков до окончательного морального их изнашивания. При эксплуатации станков большое значение имеют мероприятия по технике безопасности. Однако главным в успешном использовании станочного оборудования является высокая общая и техническая грамотность работников заводов, занимающихся эксплуатацией станков. Для этого все рабочие должны знать устройство станка, правильно ухаживать за станком, регулировать узлы и т. д. Знания по эксплуатации станков также необходимы и инженерно-техническим работникам предприятий.

НАЗНАЧЕНИЕ И СОДЕРЖАНИЕ ПАСПОРТОВ

МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Документ, содержащий необходимые кинематические, динамические и конструктивные сведения, а также ряд общих данных о станке, называют паспортом станка. Наличие паспортов у станков позволяет технологам разрабатывать наиболее рациональные технологические процессы при правильном и эффективном использовании станочного парка; механикам — заранее готовиться к ремонту станков и быстро производить исправления при случайных поломках; нормировщикам — правильно назначать технически обоснованные нормы и т. д. Кроме паспорта, завод-изготовитель прилагает к станку руководство или инструкцию по уходу и обслуживанию, содержащую необходимые сведения о правильной эксплуатации станка.

Паспорта станков составляют по специальным разработанным формам, а при отсутствии утвержденной формы для данного типа станка — по форме, наиболее похожей на утвержденную форму на сходные по типу станки. В паспорт вписывают: общие сведения о станке, общий вид станка с обозначением органов управления, спецификацию органов управления, основные данные о станке, габаритные размеры рабочего пространства, посадочные и присоединительные базы станка, габаритные размеры станка в плане, сведения о ремонте станка, данные о комплектации и т. д.

Основными требованиями, предъявляемыми к таре для перевозки станков и другого оборудования, являются: прочность, простота конструкции, возможность выполнения погрузочно-разгрузочных работ как вручную, так и с применением средств механизации, обеспечение сохранности при транспортировании и длительном хранении. Степень защиты оборудования от повреждений определяется видом упаковки, предохраняющей оборудование от ударов, толчков и воздействия атмосферной среды.

Основным и наиболее универсальным видом упаковки для оборудования, перевозимого по железной дороге, речным, морским и автомобильным транспортом, являются ящики деревянные, плотные или решетчатые, разового или многоразового использования, выполненные в соответствии с ГОСТ 10198–78. Транспортирование оборудования на короткие расстояния (до 300 км) автомобильным транспортом можно производить без упаковки. В этом случае оборудование укрывают специальным чехлом или пленкой.

Для отгрузки крупногабаритных станков применяют облегченную упаковку «под колпаком». При такой конструкции тары основную нагрузку несет не упаковка, а сам станок. Ящик только предохраняет станок от механических повреждений и коррозии. В этом случае в станину станка ввертывают рым-болты, которые выводят за упаковку. За них зачаливают при погрузочно-разгрузочных работах.

МЕТОДЫ УСТАНОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ

СТАНКА НА ФУНДАМЕНТЕ

Установка станка на фундамент влияет на основные показатели его работоспособности. Наиболее распространена установка станков на фундаменты трех видов (рис. 22.1): бетонные полы первого этажа (общая плита цеха); утолщенные бетонные ленты (ленточные фундаменты); специально проектируемые массивные фундаменты (индивидуальные или групповые), фундаменты общего типа (опирающиеся на естественное основание), свайные и виброизолированные (на резиновых ковриках или пружинах).

Рис. 22.1. Фундаменты под станки:

а — пол (общая плита); б — ленточный (сечение в плоскости, перпендикулярной к оси ленты); в — обычного типа; г — свайный; д — на резиновых ковриках; е — на пружинах

Станки на фундаментах (рис. 22.2) устанавливают: с креплением анкерными болтами — на клиньях с заливкой опорной поверхности станины цементным раствором или на регулируемых опорных элементах (винтовых или клиновых) без заливки; без крепления болтами с заливкой опорной поверхности станины цементным раствором; без крепления болтами и без заливки на жестких металлических регулируемых опорных элементах; на упругих (в частности, на резинометаллических) опорах.

Рис. 22.2. Установка станков на фундаментах:

а, в — с заливкой опорной поверхности станины цементным раствором; б — без заливки раствором (с креплением болтами); г — на жестких регулируемых опорах; д –– на резинометаллических опорах (без крепления болтами)

Указанную установку станков можно разделить на жесткую и упругую. К жесткой относят установку станка на жестких (металлических) опорах с креплением или без крепления, у которых фундаментом служит плита или бетонный блок, опирающиеся на естественное основание или перекрытие. К упругой относят все виды установки станка на упругих опорах и установки на жестких опорах, у которых фундаментом служит бетонный блок, опирающийся на упругие опорные элементы (резиновые коврики, пружины и т. п.).

Общие рекомендации по установке станков разных типов на полу первого этажа приведены в табл. 22.1. При установке станков на перекрытиях применяют те же опорные элементы и такое же крепление станков, как и при установке на полу первого этажа. Установку с креплением болтами применяют только в том случае, когда в помещении предусмотрены специальные устройства для крепления болтов (заделаны швеллеры, металлические плиты и т. п.).

Таблица 22.1. Общие рекомендации по установке станков нормальной точности средних размеров (масса до 15 т)