Рис. 6.
Вертикально-сверлильный
станок с ЧПУ: 1 — автономная
стойка УЧПУ; 2 — шкаф
силового
электрооборудования; 3 —
револьверная головка; 4 —
стол; 5 — шаговый
электродвигатель; б, 7, 8,
11 — блоки управления; 9 —
кодовый преобразователь; 10
— считывающее устройство.
Радиально-сверлильный станок
с ЧПУ. На станке
выполняют обработку
отверстий в крупногабаритных
заготовках, а также легкое
фрезерование поверхностей и
пазов, в том числе
криволинейных. Класс
точности станка Н. Число
управляемых координат
(всего/одновременно) 3/2.
Точность установки координат
0,001 мм. Программируется:
перемещение по осям X, Y, Z;
параметры режима резания и
номер инструмента; смена
инструмента осуществляется
оператором.
Основные механизмы станка
показаны на кинематической
схеме (рис. 7). Деталь
располагают на столе-плите,
закрепленной на фундаменте.
На салазках, перемещающихся
по станине (ось X),
установлена колонна, по
вертикальным направляющим
которой выполняет
установочное перемещение
рукав. По направляющим
рукава движется шпиндельная
головка (подача по оси Y) с
размещенными в ней коробкой
скоростей и приводом подач.
Направляющие шпиндельной
головки и салазок
комбинированные (скольжения
- качения). Передняя
поверхность направляющих
шпиндельной бабки — лента из
фторопласта, работающая в
паре с передней чугунной
термообработанной
направляющей рукава.
Шпиндель имеет осевую подачу
по оси Z.
У станка установлен
стеллаж вместимостью 18
инструментов, обеспечивающих
работу станка по программе.
У каждой ячейки с
инструментом имеется
лампочка, которая
сигнализирует о том, какой
инструмент по программе
оператор должен установить в
шпиндель. Ячейки снабжены
микропереключателями,
которые срабатывают, если
извлечен
незапрограммированный
инструмент или отработавший
инструмент вставлен не в
свою ячейку. При этом работа
станка по автоматическому
циклу прекращается.
Главное движение шпиндель
(вал VII) получает от
электродвигателя Ml через
передачу 29/35, коробку
скоростей, состоящую из пяти
двойных блоков Б1 — Б5. Блок
Б5 может занимать положение,
показанное на рис. 4.8, или,
перемещаясь, сцеплять с
колесом z = 28 внутреннего
зацепления. Все блоки и
фрикционная муфта 2
переключаются гидросистемой
станка по команде от УЧПУ.
Муфта 2 предназначена для
плавного пуска привода,
реверсирования шпинделя и
для предохранения элементов
привода от перегрузки. Муфта
2 сблокирована с тормозом.
Рис. 7. Кинематическая
схема радиально-сверлильного
станка с ЧПУ: 1,2— муфты; 3
— рейка (т = 3 мм); Ml — М4
— электродвигатели; Б1 — Б5
— двойные блоки зубчатых
колес коробки скоростей; Д —
датчик нарезания резьбы.
Шпиндель установлен в
подшипниках повышенной
точности и связан роликовой
цепью с механизмом
ограничения хода. Инструмент
зажимается пакетом
тарельчатых пружин. В станке
предусмотрено устройство для
удаления инструмента. На
штангу-толкатель, проходящую
через центральное отверстие
шпинделя, воздействует
рычаг, передающий усилие
гидроцилиндра. Управляют
гидроцилиндром с пульта
управления. Датчик нарезания
резьбы получает вращение от
вала VII через зубчатую I
передачу 42/42.
Существует другое
исполнение привода главного
движения — с двигателем
постоянного тока. Тогда
коробка скоростей
упрощается: в ней
отсутствуют блоки Б1 — Б5 и
муфта 2.
Движение подач
осуществляется от
высокомоментных двигателей
постоянного тока,
обеспечивающих как рабочие
подачи, так и ускоренные
перемещения. В двигатели
встроены тахогенератор и
револьвер — датчик обратной
связи.
Движение по оси Z
шпиндель получает от
двигателя М2 через передачи
19/38, 1/48 и реечную
передачу. Реечное колесо z =
13 расположено на одном валу
с червячным колесом, а рейка
служит гильзой шпинделя.
Подача шпиндельной головки
по рукаву (ось Y) происходит
от двигателя МЗ через
передачу винт — гайка
качения XIII. Перемещение
салазок (ось X)
обеспечивается двигателем М4
через передачу винт —гайка
качения XIV.
Перемещение рукава по
колонне осуществляется от
двигателя М5 через муфту 7,
зубчатые передачи 35/55,
16/48 и винт с шагом Р= 6
мм. Рукав зажимается под
действием пружин, которые
толкают клиновый шток,
воздействующий через
толкатель и рычаги на
прижимные планки. Зажимное
устройство мгновенно
срабатывает при выключении
станка. Отжим рукава
происходит с помощью
гидроцилиндра (на рис. 7 не
показан).
Горизонтально-расточные
станки
Универсальный
горизонтально-расточный
станок с ручным управлением.
Станок предназначен для
обработки заготовок больших
размеров и массы. Станок
(рис. 8) имеет неподвижную
переднюю стойку 3,
установленную на основании
11. На направляющих стойки
может перемещаться
вверх-вниз шпиндельная бабка
7 с расточным шпинделем 6 и
планшайбой 5. На
направляющих основания
расположены салазки 10, а на
них стол 9, который может
перемещаться в продольном и
поперечном направлениях
относительно оси шпинделя и
совершать круговое движение.
Рис. 8. Универсальный
горизонтально-расточный
станок: 1,3 — стойки; 2 —
люнет; 4 — суппорт; 5 —
планшайба; 6 — шпиндель; 7 —
шпиндельная бабка; 8 —
пульт; 9 — стол; 10 —
салазки; 11 — основание
На основании установлена
задняя стойка 1 с люнетом 2,
предназначенным для
дополнительной опоры конца
борштанги при растачивании
длинных отверстий. На
планшайбе в радиальных
направляющих смонтирован
суппорт 4, обеспечивающий
обработку резцом плоских
поверхностей и выточек.
Управление станком
осуществляется с пульта 8.
Координаты перемещения
шпиндельной бабки, люнета,
задней стойки и стола
отсчитываются по лимбам или
с помощью навесных
оптических устройств (с
точностью до 0,01 мм).
Горизонтально-расточный
станок с ЧПУ. Этот
станок используют в условиях
единичного и мелкосерийного
производства для сверления,
зенкерования, растачивания,
фрезерования и нарезания
резьбы метчиками в
заготовках из черных и
цветных металлов.
Станок оснащен замкнутой
позиционной системой ЧПУ.
Предусмотрена цифровая
индикация текущего и
задаваемого значений
перемещений по осям. В
качестве датчиков обратной
связи применены сельсины.
Число управляемых осей
координат
(всего/одновременно) равно
5/2. Дискретность отсчета по
осям X, У, Z составляет 0,01
мм. Возможно введение
коррекции длины и положения
инструмента.
Станок выполнен с
выдвижным шпинделем,
продольно-подвижной стойкой
и поперечно-подвижным
поворотным столом. Шпиндель
9 станка (рис. 4.11)
получает главное
вращательное движение и
осевое перемещение по оси Z.
По горизонтальным
направляющим станины 1
перемещаются салазки 14
стойки 7 от редуктора подач
15 по оси W. Стол 4 имеет
поперечную подачу по оси X
от редуктора подач 2 и
запрограммированный поворот
на угол В'. По вертикальным
направляющим стойки 7
перемещается шпиндельная
бабка 8 по оси Y.
Главное движение шпиндель
(вал IV) получает от
электродвигателя постоянного
тока Ml через блоки зубчатых
колес Б1 и Б2 и через
передачу 22/74 (или 60/64).
Муфта 10 и блоки Б1, Б2
переключаются
электрогидравлическим
механизмом. При переключении
механических ступеней подача
отключается, а при
электрическом регулировании
не отключается.
Выходной вал I двигателя
Ml имеет бесступенчато
изменяе¬мую частоту вращения
600...3000 мин-1.
Рис. 4.11. Кинематическая
схема
горизонтально-расточного
станка с ЧПУ: 1 — станина;
2, 15 — редукторы; 3, 5, 6,
10- 13, 17-19- муфты; 4
-стол; 7— стойка; 8 —
шпиндельная бабка; 9 —
шпиндель; 14 — салазки; Ml —МЗ
— электродвигатели; Д —
датчик; Б1 — Б2 — блоки
зубчатых колес
Поворот стола
осуществляется от вала XXII
через передачи 20/80, 43/78
(включена муфта 1), 38/52,
52/52, 38/38, 38/38,
червячную передачу 2/225.
Для установки поворотного
стола через 90° на салазках
стола установлен индуктивный
датчик, а на поворотном
столе — четыре
магнитопривода, конструкция
которых позволяет
регулировать угол поворота в
небольших пределах. При
подходе в зону датчика стол
перемещается на заранее
заданной небольшой скорости.
Все подвижные механизмы
станка зажимаются пакетом
тарельчатых пружин, а
отжимаются гидравликой.
Гидросистема станка
осуществляет переключение
механических ступеней
главного привода, отжим
подвижных органов станка,
отжим инструмента в
шпинделе.
Координатно-расточные станки
Назначение и
конструктивные особенности.
Координатно-расточные станки
предназначены для обработки
отверстий с высокой
точностью взаимного
расположения относительно
базовых поверхностей в
корпусных деталях,
кондукторных плитах, штампах
в единичном и мелкосерийном
производстве. На этих
станках выполняют
практически все операции,
характерные для расточных
станков. Кроме того, на
координатно-расточных
станках можно производить
разметочные операции.
Для точного измерения
координатных перемещений
станки снабжены различными
механическими,
оптико-механическими,
индуктивными и электронными
устройствами отсчета,
позволяющими измерять
перемещения подвижных узлов
с высокой точностью —
0,003...0,005 мм. Станки
снабжены универсальными
поворотными столами, дающими
возможность обрабатывать
отверстия в полярной системе
координат и наклонные
отверстия.
По компоновке станки
выполняют одностоечными и
двухстоечными. Главным
движением является вращение
шпинделя, а движением подачи
— вертикальное перемещение
шпинделя. Установочные
движения в одностоечных
станках — продольное и
поперечное перемещение стола
на заданные координаты и
вертикальное перемещение
шпиндельной бабки в
зависимости от высоты
детали; в двухстоечных
станках — продольное
перемещение стола,
поперечное перемещение
шпиндельной бабки по
траверсе и вертикальное
перемещение траверсы со
шпиндельной бабкой.
Координатно-расточный станок
с ручным управлением.
Общий вид одностоечного
координатно-расточного
станка показан на рис. 9.
Рис. 9. Одностоечный
координатно-расточный станок
с ручным уп¬равлением: 1 —
маховик ручного перемещения
стола; 2 — кнопка
перемещения салазок; 3 —
пульты управления; 4 —
шпиндель; 5 — рукоятка для
ручного ускоренного
перемещения шпинделя; 6 —
указатель частоты вращения
шпинделя; 7 — коробка
скоростей; 8 — шпиндельная
бабка; 9 — стойка; 10 —
указатель скорости
перемещения гильзы шпинделя;
11 — маховик для установки
частоты вращения шпинделя;
12 — рукоятка для ручного
точного перемещения
шпинделя; 13 — кнопка
перемещения гильзы шпинделя;
14 — кнопка перемещения
стола; 15 — кнопка механизма
набора координат салазок; 16
— стол; 17 — салазки; 18 —
направляющие; 19 — станина;
20 — маховик ручного
ускоренного перемещения
стола; 21 — маховик ручного
перемещения стола с
микрометрической подачей; 22
— маховичок устройства
приведения отсчета
оптических систем к нулю; 23
— кнопка механизма набора
координат стола; 24 —
маховик ручного перемещения
салазок с микрометрической
подачей.
К станине 19 привинчена
стойка 9, на направляющих
которой смонтирована
шпиндельная бабка 8, имеющая
вертикальное перемещение. На
шпиндельной бабке
расположена коробка
скоростей 7, передающая
вращение шпинделю 4. На
направляющих 18 станины
установлены салазки 17, а на
них — стол 16 с определенным
размером рабочей
поверхности. Продольное и
поперечное бесступенчатое
перемещение стола
осуществляется от
электродвигателя постоянного
тока через червячные
передачи, зубчатые колеса и
рейки. На станке
предусмотрены устройства для
автоматического
зажима-разжима стола и
салазок во время работы. На
шпиндельной бабке
установлены указатель 6
частоты вращения шпинделя и
указатель 2 скорости
перемещения гильзы, рукоятки
5и 72 для ручного
ускоренного и точного
перемещения шпинделя, а
также маховик 77, служащий
для установки частоты
вращения шпинделя.
На столе смонтированы
пульты управления 3 с
кнопками и регуляторами 2,
14, 13 скорости перемещения
соответственно салазок,
стола и гильзы шпинделя.
Здесь же установлены
маховики ручного перемещения
салазок и стола: 7, 20 — на
ускоренном ходу, 24, 21 — с
микрометрической подачей, а
также рукоятки 75, 23
механизмов набора координат
салазок и стола и маховички
22 устройства приведения
отсчета оптических систем к
нулю.
Бесступенчатое вращение
шпиндель 8 (рис. 10, а)
получает от электродвигателя
постоянного тока Ml через
сменную клиноременную
передачу d1/d2, зубчатые
колеса 33/70 и 70/40 (или
33/70 и 19/56). Вертикальная
подача гильзы 9 шпинделя
осуществляется от
регулируемого
электродвигателя 4
постоянного тока посредством
червячной передачи 1/38,
зубчатых колес 21/21,
червячной передачи 1/56,
фрикционной муфты 3,
реечного зубчатого колеса z
= 16 и рейки 6, закрепленной
на гильзе. При выключенной
муфте 3 производится ручное
перемещение гильзы:
ускоренное от маховика 7 и
точное — от рукоятки 2 через
передачу коническую 22/30 и
червячную 1/56. Ускоренное
перемещение шпиндельной
бабки 10 выполняется от
электродвигателя М2 с
помощью червячной передачи
2/22 и далее однозаходного
червяка 5 и рейки 6.
Совмещение осей
обрабатываемого отверстия и
шпинделя осуществляется
перемещением стола и салазок
на заданные координаты.
Отсчет перемещений
производится по стеклянным
масштабным линейкам,
смонтированным на столе и
салазках станка. Шкала 72
линейки стола имеет 1000
высокоточных делений через 1
мм. На шкале 13 линейки
салазок нанесено 630 делений
через 0,01 мм. Кроме того,
имеется микронная шкала 14.
Риски делений
проецируются на матовые
экраны оптических устройств
с 75-кратным увеличением.
Таким образом, миллиметровый
промежуток между делениями
масштаба составляет 75 мм.
На рис. 10, б проставлено
число 73,543 мм: миллиметры
отложены на шкале 72, сотые
— на шкале 13, а тысячные —
на шкале 14.
Рис. 10. Кинематическая
схема шпиндельной бабки
координатно-расточного
станка (а) и шкалы его
оптического устройства (б):1
— маховик; 2 — рукоятка; 3 —
муфта; 4 — регулируемый
электродвигатель; 5 —
червяк; 6, 7 — рейки; 8 —
шпиндель; 9 — гильза; 10 —
шпиндельная бабка; 11 —
противовес; 12 —
миллиметровая шкала; 13 —
шкала сотых долей
миллиметра; 14 — микронная
шкала; Ml, M2 —
электродвигатели.
Начальное положение
целесообразно отсчитывать от
нуля, для чего в системе
отсчета имеются маховички
устройства приведения
отсчета к нулю (см. рис. 9,
поз. 22).
Координатно-расточные станки
с ЧПУ. Класс
точности этих станков А и С;
их выпускают в одностоечном
и двухстоечном вертикальном
исполнении с шириной стола
32...2000 мм. Дискретность
задания перемещений по осям
составляет 0,0001 ...0,005
мм. По уровню автоматизации
различают станки с цифровой
индикацией и предварительным
набором координат; с ЧПУ; с
ЧПУ и автоматической сменой
инструментов и заготовок.
На координатно-расточных
станках с ЧПУ кроме
сверлильно-расточных можно
выполнять и фрезерные работы
при сохранении особо высокой
точности. По конструкции
станки с ЧПУ аналогичны
координатно-расточным
станкам с ручным управлением.
Координатно-расточные
станки с ЧПУ устанавливают
на специальные
виброизолирующие опоры в
термоконстантных помещениях
с температурой воздуха (20 ±
0,2) °С.