Использование шаблонов заключается в следующем. Отверстия шаблона диаметром, на 6—10 мм большим диаметром детали (рис. 119,в), растачивают на координатно-расточном стан­ке по координатам, соответствующим детали, с допуском 0,02— €,03 мм. Шаблоны делают из листовой стали толщиной 8—10 мм и закрепляют непосредственно на базовых поверхностях детали или на специальных плитах, служащих одновременно и для крепления детали. Если расточка детали выполняется с нескольких сторон, шаблон заказывается на каждую сторону. Координация оси шпин­деля с осью отверстия осуществляется с помощью центроискателя. Базовые поверхности шаблона делают калеными и шлифованными. Преимуществами данного метода являются: высокая экономич­ность и простота изготовления шаблонов, быстрота координации инструмента, применение высоких режимов резания с обеспечением высокой точности обработки. Если расточка отверстий данным ме­тодом производится с применением борштанги, положение ее оси выверяется в два приема: путем координации оси подшипника зад­ней стойки и координации оси борштанги.

Выверка положения оси подшипника задней стойки производит­ся с помощью валика / (рис. 119,г), плотно пришлифованного к отверстию подшипника, на котором со скользящей посадкой пер­вого класса вращается кольцо 2 с закрепленной на нем державкой индикатора 3. Вращая кольцо 2 и регулируя положение подшип­ника стойки и детали, добиваются, чтобы стрелка индикатора ос­тавалась в нулевом положении при обкатке по шаблону 4.

Выверка положения оси борштанги осуществляется с помощью центроискателя, закрепленного на борштанге (рис. 119,6). Правое плечо измерительного рычага центроискателя прижимается пру­жиной к отверстию шаблона, а левое упирается в наконечник ин­дикатора. При медленном вращении борштанги следят за пока­заниями индикатора и, если необходимо, регулируют положение шпинделя.

Применение специальных приспособлений осо­бенно эффективно в условиях серийного производства, так как при единичном производстве использование специальных расточных приспособлений целесообразно только для особо точных и повто­ряющихся в производстве деталей. Точность обработки детали оп­ределяется точностью самого приспособления и инструмента и поч­ти не зависит от состояния станка и квалификации рабочего. Це­лесообразность применения приспособления зависит от серийности и трудоемкости обработки детали. Производительность труда при использовании приспособлений значительно возрастает (в 2— 10 раз).

Совмещение оси шпинделя с осью разъемного отверстия — один из методов координации инструмента. Если требуется, чтобы ось отверстия лежала в горизонтальной плоско­сти разъема, используют контрольную линейку / (рис. 120,а), ко­торую устанавливают на предварительно обработанную и шабрен­ную плоскость разъема, чтобы ось бобышки 2 приходилась по цент­ру литого отверстия. С помощью центроискателя 3, установленного в шпиндель станка, ось шпинделя совмещается с осью отверстия.

Для правильного положения борштанги при обработке отвер­стия необходимо обеспечить соосность шпинделя с отверстием лю-

нетной стойки. Выверка соосности производится в двух положени­ях /—/ и //—// (рис. 120, б) с применением .индикаторного устрой­ства и учетом прогиба консольных оправок под действием собственной массы (табл. 11).

Выверка положения борштанги в горизонтальной плоскости производится с помощью уровня. При этом добиваются одинакового показания уровня на борштанге и на шпинделе.

Выверка борштанги от плоскости разъема осуществляется ин­дикатором в двух наиболее удаленных друг от друга точках, лежа­щих на плоскости разъема, и при этом получают одинаковые пока­зания стрелки индикатора.

Выверка борштанги от плоскости стола выполняется анало­гично.

Обработка плоскостей завершается шлифовкой или шабрением базовых плоскостей с проверкой на краску по контрольной плите.

Если расточка корпуса выполняется после сборки нескольких деталей, то крепежные отверстия обрабатываются на радиально-сверлильном станке до сборки деталей под расточку.

Установка деталей на расточном станке. Правильная установка деталей обеспечивается при выполнении следующих условий: рав­номерное распределение припусков, минимальная деформация де­тали, надежное и жесткое крепление, удобство выверки инстру­мента.

На расточном станке деталь может быть установлена на приз­мах, на плоскости стола или подкладках, к угольнику или в приспо­соблении. Выбор того или иного метода установки зависит от кон­структивных особенностей детали и ее размеров, расположения и характера обрабатываемых и базовых поверхностей, точности н последовательности операций и величины партии. Точность уста­новки детали размером до 3 м с выверкой по разметке равна ±0,5 мм, с выверкой по обработанным плоскостям ±0,1 мм.

Каждая перестановка детали на расточном станке сопряжена с большими затратами вспомогательного времени и потерей точ­ности обработки. Применяя поворотный стол, можно обрабаты­вать деталь с четырех сторон без переустановки и раскрепления детали.

Установочной базой называется поверхность, по которой производится выверка положения детали или на которую деталь ус­танавливается непосредственно. Базами являются предваритель­но обработанные поверхности или разметочные риски. В качестве баз предпочтительнее использовать плоские или цилиндрические по­верхности, относительно которых задается положение отверстий; иногда такими базами являются плоскости разъема сопрягаемых деталей.

При закреплении деталей на расточных станках необходимо из­бегать переустановки шпиндельной бабки и опоры борштанги в люнетной стойке при переходе с одной оси на другую, заменяя эти движения перемещением стола.

Рекомендуется одновременно устанавливать несколько одина­ковых деталей, используя при этом всю площадь стола.

Установка детали по черной базе производится в такой после­довательности: установка на три домкрата, регулировка положения детали по разметочным рискам, зажим детали прихватами строго против домкратов, подведение добавочных опор с зажимом детали, прихватами против опор. При зажиме нужно постоянно следить с помощью индикатора, чтобы не было деформации детали.

При установке по упорам или в свободном состоянии угольник выверяют индикатором по вертикальной плоскости в двух (взаимно перпендикулярных направлениях.

Выверка положения детали со шлифованными или шабренными базовыми поверхностями производится по индикатору с точностью 0,01—0,03 мм.

Координация инструмента при обработке отверстий. Под коор­динацией инструмента при обработке отверстий на расточных стан­ках понимают совмещение оси вращения инструмента с заданной осью отверстия. Неправильно выполненная координация инстру­мента вызывает погрешности обработки: смещение или перекос осей отверстия между собой или относительно базовых поверхно­стей.

В общем случае координация инструмента состоит в обеспече­ний соосности осей борштанги, шпинделя, подшипника задней стойки и обрабатываемого отверстия. Выверка соосности осущест­вляется при .помощи универсальных средств: пробных проточек, индикаторных устройств, накладных шаблонов, оптических уст­ройств или специальных приспособлений.

Метод пробных проточек применяется при расточке отверстий с горизонтальной осью в условиях единичного производ­ства и при высокой квалификации рабочего. Сущность метода за­ключается в последовательных проточках на небольшую длину одного из отверстий детали с замером межосевого расстояния А до другого отверстия, ранее расточенного (рис. 119, а), до получения требуемого расстояния между осями. Недостатками данного мето­да являются: низкая точность обработки из-за возможных ошибок при замерах, низкая производительность из-за большого количест­ва проточек и невозможность расточки ряда отверстий с наклон­ной линией центров.

Индикаторные устройства применяются для коорди­натной расточки и обеспечивают заданное перемещение шпиндель­ной бабки, люнета задней стойки, передней стойки и стола в про­дольном и поперечном направлениях с точностью ±0,03 мм на дли­не 500 мм.

Индикаторное устройство для отсчета координат (рис. 119,6) состоит из коробки с индикатором 1, вала 2 с призмой, пружинных скоб 4, упора 5 и штихмасов 3. Коробка с индикатором крепится на шпиндельной бабке или на валу 2, соединенном с кронштейном. Пружинные скобы 4 крепят штихмас 3 к валу 2. Кронштейн с упо­ром 5 и валом 2 закреплены неподвижно на передней стойке, стани­не или столе (в зависимости от назначения индикаторного устрой­ства). Микрометрические и жесткие штихмасы с пределом измере-

 

ния соответственно 50—75 мм и 25—400 мм обеспечивают точность по длине в пределах от ±0,004 до ±0,02 мм для длин от 100 до 1000 мм.

На расточных станках чаще всего обрабатывают корпусные де­тали различных механизмов и машин с точными отверстиями по диаметру и межосевыми координатами. Точность взаимного рас­положения отверстий в корпусе определяет правильность монтажа валов, зубчатых колес и других деталей, установленных в корпусе.

Технологический процесс растачивания корпусных деталей за­висит от их конструктивных особенностей: материала, массы, раз­меров, жесткости и технологичности как самого корпуса, так и его отверстий (диаметр, длина, ступенчатость и количество отверстий

и осей расточек). По своей форме отверстия могут быть сквозными, прерывистыми, с выточками или с незамкнутой окружностью.

Существенное значение имеет и характер ступеней концентрич­ных отверстий (односторонние и двусторонние). При этом важны как абсолютные размеры диаметров отверстий, так и наибольшая разность их.

Обработка плоскостей корпусных деталей, как правило, выпол­няется на фрезерных и строгальных станках. На расточных стан-•ках обычно обрабатывают только труднодоступные поверхности, а также поверхности, обработка которых невозможна или нераци­ональна на других станках, например, кольцевые пазы, внутренние ■торцовые поверхности, перпендикулярные осям отверстий, и др.

Корпусные детали изготовляют из чугуна, алюминия, стального литья и сварных конструкций. В настоящее время большое приме­нение получают сварные конструкции, так как они обладают мень­шей массой по сравнению с литыми и не требуют изготовления мо­делей, благодаря чему значительно сокращается цикл производ­ства и удешевляется их себестоимость.

Обработка поверхностей на расточном станке значительно осложняется, если эта поверхность далеко отстоит от торца план-дпайбы, наклонена к оси шпинделя или имеет ширину, превышаю­щую диаметр фрезы.

отверстия корпусных деталей, служащие для монта­жа сопрягаемых деталей, выполняются по 1—2-му классу точности с шероховатостью 6—8-го класса. Крепежные отверстия под бол­ты, винты, шпильки обрабатывают с точностью и шероховатостью 3—4-го класса. Вспомога­тельные отверстия для заме­ра основных отверстий, удобства монтажа и демон­тажа выполняются с точ­ностью основных отверстий.

На рис. 118 показаны ос­новные формы отверстий. Каждая форма обеспечива­ется соответствующим тех­нологическим процессом и оснасткой.

Реальные отверстия кор­пусных деталей являются различными комбинациями основных форм.

Обработка соосных от­верстий упрощается при на­личии перепада диаметра ступенчатых отверстий при наибольшем диаметре мало­го отверстия, так как в этом случае возможна обработка всех отверстий одной жест­кой борштангой.

Подготовка деталей к об­работке на расточном стан­ке. Отливки корпусных де­талей обязательно подвер­гают обрубке и очистке для удаления неровностей и фор­мовочной земли как с обра­батываемых, так и с необра­батываемых поверхностей. Необрабатываемые поверх­ности зачищают шлифоваль­ными кругами с гибким при­водом, грунтуются и предварительно окрашиваются. Обрабатыва­емые поверхности предварительно подвергаются разметке для про­верки правильности размеров заготовки, выявления и устранения дефектов отливки и наивыгоднейшего распределения припусков.

Обработка плоских открытых поверхностей на фрезерных и строгальных станках производится одновременно на нескольких деталях с использованием боковых суппортов. У жестких и менее точных деталей обрабатывают сначала базовые поверхности, а затем на их базе — все остальные, включая и торцовые поверхности отверстий. Менее жесткие и более точные детали обрабатывают в иной последовательности: сначала производят предварительную обработку поверхностей, параллельных базовым, затем предвари­тельную и окончательную обработку базовых поверхностей и, на­конец, чистовую обработку остальных поверхностей.

В целях уменьшения деформации особо точных корпусных де­талей и снятия внутренних напряжений применяют ряд технологи­ческих мер: искусственное и естественное старение, межоперацион­ное пролеживание деталей после обдирочных операций, разделение обдирочных и чистовых операций и отжиг сварных конструкций и стальных отливок.

Крестовый стол перемещается по гидростатическим направля­ющим от ходовых винтов. В станке имеется устройство, которое обеспечивает автоматическое переключение шпиндельной бабки с ускоренного перемещения на подачу, осуществляемое при касании инструмента поверхности обрабатываемой детали. Это исключает необходимость предварительной настройки инструментов и прог­раммирования величин ускоренных перемещений.

Система кодирования инструмента с помощью кодовых колец на инструментальных оправках, которая позволяет располагать инст­румент в инструментальном магазине в любом порядке и исключа­ет необходимость программирования режимов резания, так как заданные для данного инструмента режимы резания автоматически передаются шпиндельной бабке при прочтении кода инструмента на оправках.

Эти качества станка значительно сокращают объем программи­рования, уменьшают вспомогательное время и поэтому станок весь­ма эффективен при обработке деталей мелких серий.

Наибольший диаметр сверления в стали 50 мм, размеры детали 1250X750X320 мм, масса детали 1500 кг, емкость инструменталь­ного магазина 30 шт., наибольшее количество закодированных ин­струментов 199, масса станка 16 300 кг.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные типы расточных станков.

2. Как осуществляется проверка горизонтально-расточного станка на точ­ность?

3. Каково назначение и особенности координатно-расточных и алмазно-расточ­ных станков?

4. Объясните назначение органов управления станка 2620.

5. Покажите основные кинематические цепи станка 2620.

6. Объясните устройство коробки скоростей, шпинделя и планшайбы стан­ка 2620.

7. Как работает механизм подач, вариатор подач и механизм точного остано­ва станка 2620?

8. Назовите основные типы горизонтально-расточных станков с программным управлением и объясните принципы их работы.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ И ДОКУМЕНТАЦИЯ

Технологическим процессом механической об­работки называется последовательное изменение геометриче­ских форм и размеров заготовки (проката, поковки, штамповки, от­ливки) с целью превращения заготовки в готовую деталь.

Операция — это часть технологического процесса, которая’ выполняется одним или несколькими рабочими на одном рабочем месте до перехода к обработке на этом же рабочем месте следую­щей детали.

Установ — это часть операций, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой детали.

Переход — это часть операции, на всем протяжении которой обрабатывается одна или несколько поверхностей одним или нес­колькими инструментами при неизменном режиме работы станка.

Проход—это часть перехода, во время которого снимается один слой металла.

Прием — это часть прохода, представляющего собой закон­ченное действие рабочего, имеющее целевое назначение.

Позиция —это каждое из различных положений неподвижно закрепленного изделия относительно оборудования, на котором производится работа.

Технологическая документация служит для запи­си технологического процесса механической обработки. В ней содержатся данные, необходимые для заказа материала, выбора обо­рудования, изготовления оснастки, определения трудоемкости об­работки детали и квалификации рабочего, расчета потребной рабо­чей силы, установления маршрута изготовления детали по цехам завода, а также контроля качества обработки детали.

Основными технологическими документами являются: карта маршрутного технологического процесса для индивидуального и мелкосерийного производства, карта операционного развернутого технологического процесса с эскизами обработки (табл. 10), карта развернутого технологического процесса без эксизов обработки для крупносерийного производства, карта наладки станка, инструмента и приспособления, карта технического контроля, спецификация специального инструмента, карта разрешения на временное отступ­ление от технологического процесса.

Разработка технологической документации является непремен­ным условием правильной организации производства, соблюдения технологической дисциплины, обеспечения высокого качества про­дукции и производительности труда.

Станок модели 2Б660Ф2 имеет диаметр расточного шпин­деля 220 мм, размеры стола 5000×8100 мм, частота вращения шпинделя в минуту 1ч-510, мощность электродвигателя 55 кВт, мас­са 141 т.

Координатно-расточный станокспрограммным управлением модели 243ВФ2 предназначен для обработки отверстий в деталях массой до 150 кг к размерам, геометрической форме и взаимному расположению которых предъявляются требо­вания высокой точности. Кроме этого, на нем можно производить получистовое и чистовое фрезерование, разметочные и измеритель­ные операции. На станке программируется координатное переме­щение стола, скорости этих перемещений и фиксация стола в задан­ной координате.

Управление циклом перемещения гильзы осуществляется много­позиционным барабаном с регулируемыми упорами, закрепленны­ми на шпиндельной головке.

В целях сокращения вспомогательного времени и облегчения тру­да станочника на станке механизированы перемещения шпиндель­ной головки, зажим и отжим инструмента в шпинделе и автома­тизированы зажимы всех подвижных органов по окончании перемещения, а также изменение режимов резания. Высокая ста­бильность установки стола достигается выбором зазоров в направ­ляющих и использования жестких кинематических цепей привода стола. Точность установки координат 0,012 мм, расстояний между осями обрабатываемых отверстий 0,016 мм, геометрической фор­мы отверстий: некруглость 0,003, постоянство диаметра 0,01 мм (в поперечном сечении) и 0,006 мм — в продольном сечении, плоскост­ность 0,008 мм, цена импульса 0,001 мм.

Станок модели 243ВФ4 имеет такие же основные данные и точностные параметры, что и станок 243ВФ2. На станке програм­мируются: координатное перемещение стола, шпиндельной головки и гильзы, скорость этих перемещений, скорость вращения шпинде­ля, смена инструмента, зажимы подвижных органов, коррекция инструмента, циклы обработки. Регулирование скоростей шпинделя и подач шпинделя и стола осуществляется в процессе обработки по­верхности детали с помощью механического вариатора главного привода и привода подач с электродвигателем постоянного тока

и широкоимпульсного преобразователя. Электроиндуктивная сис­тема отсчета координат стола обеспечивает высокую точность и стабильность позиционирования. Программоноситель — восьмидо-рожечная перфолента. Производительность станка в 3—4 раза вы­ше производительности универсальных станков.

Станок модели 2Д450АФ2 (рис. 116) имеет размеры стола 630×1120 мм, наибольшее перемещение стола 630ХЮ00 мм, гиль­зы шпинделя 270 мм, шпиндельной коробки 330 мм и наибольшая масса обрабатываемой детали 60 кг. Программоноситель — вось-мидорожечная перфокарта для обработки до 96 отверстий. В стан­ке применены направляющие качения, оптические экранные отсчет-ные устройства, регулируемые электроприводы главного движения и перемещения узлов. Программируются параметры: координаты х и у, скорости и подачи шпинделя, номер инструмента, операции. Возможные режимы работы: автоматический, с преднабором коор­динат, вручную как на обычном станке.

Точность установки координат в автоматическом цикле 0,008 мм, формы отверстия 0,005 мм. Цена импульса 0,001 мм. Шерохова­тость обработки 6—9-го класса. Станок оснащен поворотными де­лительными столами: простым и универсальным, борштангами, уни­версальным резцедержателем, резцедержателем с точной подачей и инструментом.

Специальный агрегатный вертикальный свер­лил ьно - р ез ьб он а р ез но й станок с ЧПУ модели

СМ-213 (рис. 117) с координатно-крестовым столом и автоматиче­ской сменой инструмента предназначен для обработки плоских де­талей типа плит, планок, панелей и подобных им изделий без при­менения кондукторной оснастки.

На станке выполняются операции: сверление, зенкерование, раз­вертывание, цекование и резьбонарезание.

Станок оснащен трехкоординатной системой числового програм­много управления с дискретностью отсчета 0,1 мм и точностью ус­тановки подвижных узлов ±0,05 Мм.

Станок может работать в полуавтоматическом и автоматическом режимах по программе, записанной на пятидорожечной перфолен­те, а также в режиме предварительного набора координат, когда вся информация задается декадными переключателями на цент­ральном пульте.

Точность обеспечивается шпиндельной системой, выполненной на прецизионных двухрядных роликовых подшипниках, закаленных комбинированных направляющих скольжения и качения с анти­фрикционными накладками и опорами качения на боковых гранях. В станке применены автоматическая смазка направляющих и ме­ханизмов, телескопическая защита направляющих, теристорные преобразователи для привода подач двигателей постоянного тока, шариковые винтовые пары с предварительным натягом, автомати­ческие зажимы подвижных узлов и механизированный зажим ин­струментов в шпинделе.

Станок обеспечивает овальность отверстий и конусность (на длине 300 мм) 0,012 мм, параллельность отверстий 0,02 мм на дли­не 300 мм, погрешность координатных перемещений 0,045 мм на длине 800 мм, шероховатость обработки 7-го класса. Станок осна­щается расточной универсальной головкой, угловой фрезерной го­ловкой, инструментальной секцией для раскладки инструмента при обработке по программе, съемной планшайбой и инструмен­тальным шкафом.

Станки моделей 2А620Ф2 (рис. 115) и 2А622Ф2 имеют диаметр шпинделя 90 и ПО мм соответственно, размеры стола 1120×1250 мм, ход шпинделя 710 мм, шпиндельной бабки и стола 1000 мм и предназначены для консольной обработки крупных кор­пусных деталей массой до 4000 кг. Выполняемые операции те же, что и на станке 2611Ф2.

Программоноситель — восьмидорожечная перфолента.

Станки модели 2А620Ф2 с нормальным выдвижным шпинделем и радиальным суппортом на встроенной планшайбе отличаются большей универсальностью. Станки модели 2А622Ф2 с усиленным выдвижным шпинделем и неподвижной плитой на торцовой стенке шпиндельной бабки имеют повышенную жесткость и виброустой­чивость шпиндельной системы и применяются для высокопроизво­дительной консольной обработки. С помощью съемной планшайбы можно обрабатывать торцовые поверхности и растачивать большие отверстия при ручном управлении.

Точность установки координат 0,025 мм, поворота стола 3 угл. с.

Станок модели 2А622Ф4 предназначен для работы с авто­матической сменой инструмента и оснащен магазином цепного ти­па, вмещающим до 100 инструментов. На станке используется уп­равляющее устройство, обеспечивающее перемещение по пяти координатам (в том числе по двум одновременно). Программиру­ется так же скорость вращения шпинделя, перемещение подвижных узлов, автоматическая смена инструментов.

Концентрация различных видов обработки на одном рабочем месте, высокая степень автоматизации, малое вспомогательное время и применение предварительно настроенных на размер ин­струментов с автоматической сменой позволяют повысить произ­водительность станка в 3—4 раза по сравнению с универсальными станками обычного типа при одновременном повышении качества обрабатываемых изделий.

Станок модели 265ПМФ2 имеет диаметр шпинделя 160мм, размер стола 1600×1800 мм и предназначен для растачивания, фре­зерования, обтачивания торцов, сверления и нарезания резьбы по заданной программе, выполняемой позиционным прямоугольным устройством модели П527. Станок оборудован продольно-подвиж­ной стойкой, поперечно-подвижным поворотным столом и съемной планшайбой с радиальным суппортом. Класс точности станка — П. Станок снабжен инструментальным магазином на 50 инструментов, обеспечивает перемещение по пяти координатам (в том числе по двум — одновременно), ход шпинделя 800 мм, стойки 1600 мм, план­шайбы стола 70 мм.

Станок модели 2А680Ф2 имеет диаметр шпинделя 320 мм, размеры стола 5000×8100 мм и предназначен для сверления, зей­герования, растачивания, фрезерования и нарезания резьбы по за­данной программе, выполняемой позиционно-прямоугольным уст­ройством П526. Станок имеет крестовое перемещение стоек 6000 х Х800 мм, перемещение планшайбы 600 мм, шпиндельной бабки 5000 мм, ход шпинделя 2500 мм.

Блок допускает непрерывную работу не менее 16 ч с последу­ющим перерывом на 1 ч и обеспечивает: цифровую индикацию ве­личины контролируемого перемещения в десятичной системе счис­ления (блок Ф5096 — в пределах шести разрядов, блок Ф5073 —• восьми разрядов), индикацию знака координаты контролируемо­го перемещения по отношению к установленному началу отсчета, сброс на нуль показаний на индикаторном табло, индикацию удво­енного значения перемещения в режиме измерения диаметра, ре­жим точного позиционирования с выдачей пяти команд на сниже­ние скорости при подходе к заданному положению (с дискретностью регулирования 0,1; 0,01; 0,001 мм), режим грубого позиционирова­ния с выдачей одной команды (с дискретностью регулирования 0,1 мм), сигнализацию совпадения заданной и текущей координат в пределах пятой ступени снижения скорости, введение коррекции текущей координаты, вывод результатов измерения на внешние устройства в двоично-десятичном коде, выдачу релейных команд (нагрузка не более 30 В; 0,2 А) для управления приводом метал­лорежущего станка и другие команды.

Техническая характеристика современных моделей горизонталь­но-расточных и координатно-расточных станков с программным уп­равлением. Горизонтально-расточные станки с программным управ­лением выпускаются в соответствии с установленной классифика­цией: нормальной точности (Н) и повышенной точности (П).

В зависимости от степени автоматизации станка с ЧПУ выпу­скают с цифровой индикацией и предварительным набором коорди­нат (Ф1), позиционными и прямоугольными системами (Ф2), с кон­турными схемами (ФЗ), с универсальными системами для позици­онной и контурной обработки (Ф4), с автоматической сменой инструмента и ручной сменой инструмента.

Станок модели МА2612Ф2 имеет диаметр шпинделя 65мм, размер стола 630X800 мм, ход шпинделя 400 мм и предназначен для обработки с четырех сторон небольших и средних корпусных деталей массой до 800 кг посредством растачивания, сверления, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы метчиками, подре­зания торцов пластинчатыми резцами и фрезерования, по прямо­угольному контуру. Программоноситель — пятидорожечная перфо­лента. Магазин, вмещающий.до 100 инструментов, позволяет вы­полнять обработку сложных изделий за одну установку.

Станок может работать в автоматическом режиме с управлением от перфоленты и в режиме ручного управления как с предваритель­ным набором координатных перемещений, так и без него.

Программируются . перемещения по четырем координатным осям: поперечное — стола, вертикальное — шпиндельной бабки, продольное — шпинделя и стойки. Поворот стола осуществляется вручную во время запрограммированного цикла. Возможно внесе­ние коррекции на длину инструмента и изменение режима резания во всем диапазоне.

Точность установки координат в автоматическом режиме 0,02 мм, овальность и конусность (на длине 200 мм) диаметров после чисто­вой обработки 0,008 мм. Производительность станка выше обычных горизонтально-расточных станков в 2—3 раза.

Станок снабжается набором инструмента, оправками с микро­метрической подачей резца для отверстий диаметром 16—125 мм, универсальным резцедержателем с радиальной подачей, оправками для торцовых фрез, цанговым патроном с комплектом цанг, цент-роискателем индикаторным и резьбонарезным патроном.

модели 2611Ф2 (рис. 114) имеет диаметр шпинделя 80 мм, размер стола 800×900 мм, ход шпинделя 500 мм и предназ­начен для обработки по четырем координатам крупных деталей массой до 2000 кг. На станке можно производить те же операции, что и на станке модели МА2612Ф2 и, кроме того, подрезание тор­цов и прорезку канавок при ручном управлении с использованием универсальной расточной головки, а также круговое фрезерование поворотом стола с использованием угловой фрезерной головки. На-личие поворотного стола с установкой на углы, кратные 90° с точ­ностью 3 угл. с, позволяет обрабатывать соосные отверстия кон­сольными инструментами с поворотом стола.

Если после первой обмотки статора включить не вторую, а третью обмотку, тогда ротор повернется на 7з полюсного расстоя­ния, но в другую сторону, т. е. заменив последовательность вклю­чения секций статора с 1, 2, 3 на 1, 3, 2, изменяем направление вра­щения ротора.

При большой частоте переключения полюсов (до 1 млн. шагов в минуту) ротор будет вращаться не прерывисто, а практически равномерно с определенной скоростью, зависящей от числа пере­ключений полюсов в минуту.

Время разгона и выбега ротора невелико и измеряется долями секунды.

Электрическая схема управления шаговым двигателем состоит из кольцевого коммутатора, преобразующего последовательность входных импульсов в последовательность включения фаз шагового двигателя и мощных усилителей, питающих фазовые обмотки ша-гового двигателя.

Шариковый винт и устройство для предварительного натяга. В целях повышения точности перемещения рабочих органов стан­ка с программным управлением, устранения влияния мертвого хо­да в системе винт-гайка и повышения точности ходового винта при­меняются шариковые винты (рис. 112, а). Винт и гайка имеют совпадающие винто­вые беговые дорожки для шариков, которые заполня­ются стальными шариками по всей длине. Трубчатая направляющая, смонтиро­ванная на гайке, прерывает путь шариков, направляя их из винтовой дорожки по диа­гонали поперек наружной части гайки и обратно в бе­говую дорожку. Данный ме­ханизм является замкнутой системой, в которой при вра­щении винта и гайки проис­ходит непрерывная циркуля­ция шариков, передающих силовой поток.

Потери на трение в ша­риковых винтах снижаются и к. п. д. достигает 90%. Шариковые винты обладают свойством реверсивности, позволя­ющей преобразовать не только вращательное движение в поступа­тельное, но и наоборот, поступательное во вращательное.

Имеющийся в шариковых винтах небольшой осевой люфт (до 0,1 мм) в силу допусков на изготовление шариков и канавок винта и гайки устраняется посредством устройства, состоящего из двух гаек 2, между фланцами которых помещается промежуточная шайба 1.

Точная регулировка величины люфта в необходимых пределах достигается подгонкой толщины шайбы.

При обработке криволинейных профилей и применении инстру­мента с прерывными режущими кромками изменяется величина и направление составляющих сил резания, и это вызывает неравно­мерное отжатие рабочего органа под воздействием упругих деформа­ций винтовой пары. Для компенсации этих деформаций применя­ются устройства предварительного натяга в цепи привода подачи (рис. 112, б), состоящего из дополнительного винта 7 с шагом резь­бы, равным шагу основного винта 6, но противоположного направ­ления, перемещающего рабочий орган 5, гайки 9, имеющей только поступательное перемещение, и пружины 8, свободно располага­ющейся между гайкой 9 и торцом рабочего органа. Винты 6 и 7 связаны зубчатыми колесами ) и 2 через поводок 4 и поэтому гай­ка 9 перемещается соответственно перемещению рабочего органа.

При выборе зазора вращение винта 6 реверсируется, рабочий орган получает перемещение в обратном направлении, и сжимает пружину 8, ибо гайка 9 при этом неподвижна, так как поводок 4 разобщен с кулачком 3 и шестерня 2 не вращается. Таким образом создается натяг.

Блоки цифровой индикации Ф5073 (рис. 113) и Ф5096 перемещений рабочих органов станка предназначены для измере­ния и визуального отсчета в цифровой форме линейных перемеще­ний подвижных узлов станков, предварительного набора заданных размеров и полуавтоматического .вывода станка в заданную точку.

Блоки состоят из измерительного преобразователя и магнитного измерительного датчика; выполнены на Микросхемах с применением унифицированных типовых конструкций; диапазон измерения бло­ка Ф5096 — до 999,999 мм с дискретностью отсчета 0,001 Мм; наи­большая скорость контролируемых перемещений 15 м/мии.

Отсчет показаний блока производится по индикаторному таб­ло, состоящего из символа контролируемой координаты, одной зна­ковой и шести цифровых газоразрядных индикаторных ламп. Пи­тание блока осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.

Таким образом, дифференциальная сельсинная передача рабо­тает как следящая система с обратной связью.

Сельсинные передачи применяются в системах цифрового управ­ления фрезерными и координатно-расточными станками.

Приводы подач в станках с ЧПУ применяются трех типов: регулируемый, следящий и шаговый. Системы управления приводом делятся на замкнутые (с обратной связью от датчика) и разомкнутые (без датчика, с шаговым двигателем).

Приводы подач со ступенчатым регулированием (рис. 111, а) применяются в прямоугольных и позиционных системах. Трехфаз­

ный двигатель переменного тока М соединен с ходовым винтом одной из координат станка через электромагнитную муфту ЭМ2, которая включается от системы числового управления СЧУ. При повороте ходового винта датчик измерительного устройства Д дает соот­ветствующее количество импульсов. В зависимости от величины остатка пе­ремещения, определяемо­го дешифраторами ДШ1 и ДШ2, включается элек­тромагнитная муфта быс­трого хода ЭМ2 или мед­ленной подачи ЭМ1. При достижении заданного перемещения дается ко­манда на торможение му­фты ЭМ2, диск которой при этом прижимается к корпусу. Схема имеет двухступенчатый привод и количество сигналов, поступающих от системы числового управления, зависит от количества сту­пеней привода.

Бесступенчато-регули­руемый привод (рис. 111, б) действует анало­гично, но не имеет элект­ромагнитных муфт. СЧУ подает сигналы мощному преобразователю П, кото­рый подает определенное напряжение на электро­двигатель М, регулируя его скорость и подачу ра­бочего органа. При этом функция системы управ­ления состоит в изменении направления вращения двигателя, его скорости и

выдачи команды на торможение после перемещения. Привод при­меняется в позиционных и прямоугольных системах. Следящий при­вод отличается от регулируемого тем, что на двигатель подачи по­ступает напряжение, зависящее от заданной скорости подачи и рас­согласования задаваемой СЧУ величиной перемещения и фактиче­ски отработанного перемещения, измеренного датчиком обратной связи. Привод применяется также и в контурных (непрерывных) системах.

Современный следящий привод обеспечивает большой диапазон регулирования (до 1000), высокие скорости подачи (до 5— 10 м/мин) и хорошие динамические характеристики (время разго­на и торможения и величину рассогласования). Недостатком явля­ется сложность системы управления с применением мощного ти-ристорного преобразователя.

Электрогидравлический шаговый привод (рис. 111, в) применя­ется для привода подач станков с ЧПУ при небольших перемеще­ниях исполнительных механизмов (до Ц5 м). Схема шагового при­вода состоит из системы числового управления СЧУ, шагового элек­тродвигателя ШД, гидравлического усилителя моментов ГУМ и шарикового винта.

Гидроусилитель моментов необходим потому, что шаговые дви­гатели маломощны для перемещения исполнительных механизмов станка. Гидроусилитель крутящих моментов обеспечивает синхрон­ное вращение входного и выходного валов с увеличением крутя­щего момента на выходе по сравнению с крутящим моментом на вхо­де за счет использования энергии масляного потока, подводимого к усилителю. Входной вал можно вращать с постоянной или пере­менной скоростью, а также периодически поворачивать на любой угол.

Шаговый электрический двигатель (рис. 111,а) имеет статор с четным числом полюсов. Ширина полюсов и проме­жутков между ними одинакова. По длине статора полюса разделе­ны на три равные секции, снабженные отдельными обмотками с не­зависимым питанием.

При этом каждая смежная пара полюсов данной секции имеет различную полярность.

Ротор шагового двигателя имеет число полюсов, равное числу полюсов статора, и также разделенные на три секции, но сдвину­тые взаимно на 7з и ²/з межполюсного расстояния.

Если последовательно подводить напряжение к обмоткам толь­ко первой, второй и третьей секций статора, тогда ротор под дей­ствием возникающего магнитного поля будет поворачиваться на 7з, ²/з и ³/₃ шагового расстояния, т. е. при 20 полюсах статора и ротора на 6°, 12° и 18°, а при 30 полюсах — на 4°, 8° и 12°; шаговое

360 360

расстояние соответственно равно ———– и — .

^F * 20-3 30-3

Если в перемычку моста вместо сравнивающего устройства УС включить гальванометр и, регулируя задающий потенциометр, ус­тановить стрелку гальванометра на нуль, то при последующем пе­ремещении рабочего органа и ползушки потенциометра в ту или* иную сторону нарушится равновесие моста и величина перемеще­ния рабочего органа (или величина разбаланса) будет определять­ся по показаниям гальванометра.

Потенциометрические датчики применяются в системах управ­ления токарными, токарно-карусельными и координатно-расточны-ми станками в комбинации с индуктивными датчиками.

Системы серводействия и слежения. Сельсинная передача. Уси­лие, необходимое для перемещения инструмента относительно за­готовки, может достигать в металлорежущих станках нескольких тысяч килограммов. В системах с механическим управлением уси­лия управления в этом случае оказываются равными рабочему уси­лию (например, в больших копировально-фрезерных станках).

Принцип серводействия позволяет управлять рабочими мощнос­тями в сотни и тысячи раз большими, чем мощность управляющего сигнала.

Сельсин (рис. ПО, а) по внешнему виду напоминает электродви­гатель малых размеров с трехфазными обмотками на статоре, рас­положенными под углом 120°, и однофазной двухполюсной обмот­кой на роторе.

Сельсинная передача состоит из двух сельсинов, у которых об­мотки статоров и роторов соответственно соединены между собой, и обмотки роторов подключены параллельно к источнику перемен­ного тока. К роторам сельсинов напряжение подводится с помощью укрепленных на роторе медных колец и прижатых к ним непо­движных металлических щеток. Переменное напряжение, подведен­ное к обмоткам ротора, создает переменное магнитное поле, кото­рое, пересекая обмотки статора, вызывает в них электродвижущую силу и переменный ток. При этом, если направление тока в обмот­ках одного сельсина сверху вниз, то в обмотках другого ■— снизу вверх и наоборот.

Магнитные поля, дополнительно возникающие в обоих стато­рах, действуют также навстречу друг другу, а магнитные поля ро­торов — в одинаковом направлении. Следовательно, магнитные по­ля ротора и статора в сельсине-приемнике имеют одинаковое на­правление, а в сельсине-датчике противоположное.

Если ротор датчика повернуть на определенную величину, тог­да на такую же величину повернется суммарное магнитное поле статора приемника. Следовательно, сельсин-датчик работает как генератор, а сельсин-приемник — как электродвигатель.

Однако такая сельсинная передача может работать только на холостом ходу, так как при значительных нагрузках возникает большая погрешность в передаче. Для обеспечения синхронного вращения роторов сельсинов при значительных моментах сопротив­ления применяется принцип серводействия, которым обладает сель»син-приемник дифференци­ального действия.

Дифференциальный сель­син (рис. ПО, б), применя­емый для целей автоматиче­ского управления, генериру­ет напряжение, пропорцио­нальное разности угловых положений ведущего и ве­домого звеньев передачи, которое после усиления ис­пользуется для управления исполнительным двигателем. Обратная связь осуществля­ется путем передачи враще­ния от ведомого вала к ро­тору дифференциального сельсина.

Принцип серводействия в данном случае состоит в том, что только ничтожная доля мощности, передава­емой ведомому валу, исполь­зуется для поворота ротора дифференциального сельси­на.

При совпадении положе­ний ротора датчика и ведо­мого вала (рассогласование равно нулю) напряжение, управляющее двигателем приводу (напряжение, гене­рируемое в роторе дифференциального сельсина), также равно нулю.

« Newer Posts — Older Posts »