Лекция № 2 типы станков с чпу Токарные станки
По расположению главного суппорта станки бывают:
горизонтальные, с сохранением внешнего сходства с универсальными токарными станками (16К20РФ3, 16К30Ф3, 16Б16Ф3)
вертикальные или наклонные (1П420Ф3). Их преимуществом является удобство обслуживания, облегчение уборки стружки, расположение ходового винта между направляющими, что способствует повышению точности перемещения суппорта.
Токарно-револьверные станки могут быть прутковыми для автоматической обработки нескольких деталей из прутка с автоматической подачей заготовок, или для обработки штучных заготовок в мелкосерийном и серийном производстве.
Патронные станки предназначены для выполнения всех видов токарных и резьбонарезных работ в деталях небольшой длины типа фланцев, зубчатых колёс, шкивов. Характерными представителями таких станков являются полуавтоматы моделей 1П756ДФ3, КТ141, 1А734Ф3 с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделей.
При использовании промышленных роботов станок легко встраивается в ГПС и работает в автоматическом цикле. На этих станках выполняются все основные токарные операции и достигается 7-8 квалитет точности.
Широко используются патронные токарные полуавтоматы модели 1А734Ф3 класса точности – П. Конструктивной особенностью этого станка является вертикальная компоновка. Станок оснащён двумя суппортами с четырёхпозиционными револьверными головками. Суппорта выполняют продольные и поперечные программируемые перемещения по осям X,Y и U,W и позволяют вести обработку одновременно несколькими инструментами. Станок оборудован двумя шнековыми транспортёрами для удаления стружки. Главный привод имеет бесступенчатое регулирование. Базовым элементом станка является основание с закреплёнными на нём двумя стойками, по направляющим которых перемещаются два суппорта. Движение подач осуществляется от высокомоментных электродвигателей с тормозными муфтами через передачи винт-гайка качения. Контроль точности перемещения производится при помощи бесконтактных концевых переключателей и преобразователей пути. Револьверные головки самодействующие, работают от гидросистемы станка. Поворот головки может производиться в обе стороны, что позволяет производить поиск инструмента по кратчайшей траектории.
Патронно-центровые станки используются при обработке деталей с отношением длины к диаметру больше 5.
На патронно-центровых станках выполняется наружная и внутренняяобработка сложных заготовок типа тела вращения. На них могут обрабатываться как длинные, так и короткие заготовки, выполняться операции точения цилиндрических, конических фасонных наружных и внутренних поверхностей, сверления и нарезания внутренних и наружных резьб, совпадающих с осью вращения. Наиболее распространённые станки этого класса 16К20Ф3, 16Б16Ф3, 16К20Т1, 16К30Ф3.Они оснащаются контурными системами программного управления, многоинструментальными револьверными головками, транспортёрами для удаления стружки, автоматическими зажимными приспособлениями для крепления заготовок. При установке их в автоматические линии могут работать в комплексе с промышленными роботами и другими автоматическими загрузочными устройствами.
Токарно-карусельные станки используют для обработки крупных деталей с большим отношением диаметра к высоте. Они имеют повышенный класс точности, оснащены устройствами АСИ. Точность соответствует 7 квалитету. В автоматическом режиме выполняется точение и растачивание прямолинейных и криволинейных поверхностей, обработка торцевых поверхностей, канавок, выточек, сверление, зенкерование и развертывание центральных отверстий, нарезание резьб.
Крупногабаритные станки (См. фотографию) КУ466 предназначены для обработки деталей атомных реакторов. Изготавливает Коломенское станкостроительное производственное объединение. Диаметр обрабатываемой заготовки до 20000 мм. Масса станка 1125 т.
Карусельные станки применяются для обработки деталей, у которых диаметр значительно превосходит их длину. Такие станки имеют вертикальную ось шпинделя, и оснащаются продольными и поперечными суппортами. Карусельные станки выпускаются одностоечные моделей 1512Ф3, 1А512МФ3,1А516МФ3 и двухстоечные моделей 1А525МФ3, 1А532ЛМФ3.
Дальнейшее повышение производительности и расширение технологических возможностей токарных станков с ЧПУ идет за счет концентрации операций, увеличения количества револьверных головок и суппортов, повышения жесткости конструкции за счет новых компоновок (наклонные станины) (см. рис. 5.1, стр. 175, Кузнецов).
При обработке на станке традиционной конструкции невозможно вести обработку одновременно более чем двумя инструментами, т.к. существует только два независимых суппорта продольный и поперечный (рис. 5.2,а, стр. 176)
Современные центровые станки позволяют обрабатывать вал одновременно с двух сторон при закреплении за среднюю часть и с торца (рис. 5.2,б,в, стр. 176) При размещении шпиндельной бабки между центрами (рис.в) можно вести обработку длинных деталей с высокой точностью и использовать четыре суппорта.
Новые компоновки станков имеют четыре-пять суппортов, которые работают по принципу разделения припуска по глубине или длине (рис. 5.2,г,д, стр. 176)
Двухшпиндельные станки
Примером токарного двухшпиндельного патронного станка является станок МР315, разработанный Московским ПО Станкостроительный завод им. Ордженикидзе. (рис. 5.17, стр.202). Наибольший диаметр детали 500 мм. Станок имеет две независимые друг от друга стороны с самостоятельными системами управления. Каждый шпиндель имеет свою револьверную головку. По желанию покупателя станок может быть оснащен автооператором или портальным роботом.
Используются двухшпиндельные станки-автоматы с противоположным расположением шпинделей, что позволяет обрабатывать деталь с двух сторон в автоматическом режиме. Загрузка в левый шпиндель осуществляется загрузочным устройством, а в правый – путем автоматического перемещения правой шпиндельной бабки. Разжим и зажим заготовки автоматизирован. Станок оснащен двумя суппортами с десятипозиционной револьверной головкой каждый (рис. 5.19, стр.204, Кузнецов). Такая компоновка позволяет сократить время обработки на 60%.
Киевским станкостроительным концерном освоен выпуск двухшпиндельных токарных станков серии ПАБ. Станок модели ПАБ-160 предназначен для обработки заготовок диаметром до 180 мм. На станке установлены два оппозитно расположенных шпинделя, между которыми расположен крестовый суппорт.
Обработка выполняется последовательно на одном и на другом шпинделе. Это позволяет вести непрерывную обработку, так как загрузка и разгрузка одного шпинделя выполняется в то время, когда на другом ведётся обработка. Станки оснащаются встроенной транспортной системой, датчиками положения режущей кромки инструмента, системой контроля затупления и поломки инструмента. На станке установлена система программного управления Siemens Sinumerik 802D.
Оригинальное конструктивное решение предложено в другом токарном станке этой же серии. Станок модели ПАБ-350 предназначен для обработки деталей типа колец, фланцев из штучных заготовок в условиях мелко-, средне- и крупносерийного производства. Отличительной особенностью станка ПАБ-350 является вертикальное расположение шпинделя над неподвижно установленным инструментом. На литом основании на жёстких подставках монтируется траверса с продольными направляющими крестовых суппортов. Крестовый суппорт состоит из продольных и поперечных салазок с направляющими качения. На суппорте устанавливается шпиндельная бабка с приводом главного движения. Система управления станка обеспечивает независимое вращение шпинделей по осям С1 и С2 и перемещение каждого суппорта по осям X1,X2 и Z1,Z2.
Обработка выполняется последовательно на двух суппортах. Первый суппорт имеет возможность выхода в зону входного лотка для взятия заготовки. При перемещении суппорта в поперечном направлении примерно в середине хода происходит обработка детали режущим инструментом, установленным в инструментальном блоке. Затем суппорт перемещается в зону передачи заготовки, где происходит передача обработанной на первом шпинделе заготовки для установки на второй шпиндель. В середине рабочего хода второго суппорта так же происходит обработка, затем он выходит в зону отводящего лотка для удаления обработанной детали из зоны обработки.
Передача заготовки с одного шпинделя на другой осуществляется с переворотом заготовки или без переворота специальным передающим устройством. Два инструментальных блока устанавливаются на станине и могут оснащаться датчиком касания для выполнения операции привязки инструмента. В конструкции станка предусмотрена возможность установки револьверных головок и вращающегося инструмента, что позволяет значительно расширить технологические возможности станка.